Como funcionam os vulcões

Autor: 
Tom Harris

Sempre que ocorre uma grande erupção vulcânica, jornais e noticiários cobrem o acontecimento enfatizando uma série de palavras: violento, enorme, impressionante. Diante de um vulcão em erupção, as pessoas compartilham sentimentos como o medo diante do poder de destruição da natureza.

Embora os cientistas tenham desvendado muitos mistérios a respeito dos vulcões, o conhecimento sobre eles não os tornou menos fascinantes. Neste artigo, veremos as poderosas e violentas forças que criam as erupções e analisaremos como elas constroem estruturas vulcânicas como as ilhas.

Quando as pessoas pensam em vulcões, a primeira imagem que vem à cabeça é provavelmente uma montanha alta com lava alaranjada sendo expelida. Certamente há vários tipos de vulcões assim. Mas o termo vulcão descreve, na verdade, uma gama de fenômenos geológicos muito mais ampla.

Em geral, um vulcão é qualquer lugar onde uma certa quantidade de material é expelida de dentro do planeta para a superfície terrestre.


Foto cortesia da USGS
Lava pahoehoe (encordoada) escorrendo de um vulcão no Havaí

A primeira pergunta é: o que é exatamente esse material expelido? No nosso planeta é o magma ou rocha fundida. Para entender da onde ele vem, precisamos examinar a estrutura do planeta Terra.


Gráfico cortesia da USGS

A Terra é composta de várias camadas, divididas em três mega-camadas: o núcleo, o manto e a crosta.

  • Nós vivemos na crosta rígida que possui de 5 a 10 km de espessura sob os oceanos e de 32 a 70 km sob a terra. Isso pode parecer muito, mas, comparada ao resto do planeta, ela é bem fina como a casca de uma maçã.
  • Logo abaixo da crosta encontra-se o manto, a maior camada da Terra. Embora o manto seja extremamente quente, ele é primordialmente sólido, pois a pressão interna do planeta é tão grande que o material não derrete. Em circunstâncias especiais, contudo, o material derrete formando o magma que transborda pela crosta.

Em 1960, cientistas desenvolveram uma teoria revolucionária chamada Teoria das placas tectônicas. Ela sustenta que a litosfera, camada de material rígido composta pela crosta e pela parte superior do manto, é dividida em sete grandes placas e algumas outras placas menores. Essas placas se movimentam vagarosamente sobre o manto, que está lubrificado por uma leve camada chamada astenosfera. A atividade nos limites entre algumas dessas placas é o catalisador básico para a produção do magma.

 


Gráfico cortesia da NASA
As linhas azuis demarcam os limites das placas, os triângulos vermelhos demarcam a atividade vulcânica e os pontos amarelos apontam os terremotos recentes

Onde diferentes placas se encontram, há uma interação. O modo como elas se deslocam umas em relação às outras estão associados diferentes tipos de fenômenos de superfície.

  • Se as placas se afastam umas das outras, uma cordilheira oceânica ou cordilheira continental é formada, dependendo de como elas se encontram (se no oceano ou na terra). À medida que as placas se separam, a parte sólida do manto, que se encontra na astenosfera, corre para esse vazio provocado por elas. Como a pressão não é elevada a esse nível, as rochas do manto se derretem, formando o magma. Conforme o magma sobe, ele se resfria formando uma nova crosta que preenche a lacuna deixada pela divergência das placas. Esse tipo de produção do magma é chamado vulcanismo central.
  • Quando duas placas colidem, uma pode ser empurrada para baixo da outra de modo a afundar no manto. Esse processo é chamado de subducção, que forma uma vala, um canal muito profundo geralmente no solo oceânico. À medida que a litosfera rígida faz força em direção ao manto quente e sob alta pressão, há um super aquecimento. Muitos cientistas acreditam que a camada da litosfera que afunda não pode derreter a essa profundidade, mas que o aquecimento e a pressão forçam a água (água da superfície e dos minerais hidratados) para fora das placas em direção à camada do manto que está acima. O acúmulo de água reduz o ponto de fusão das rochas provocando o derretimento das rochas dentro do magma. Esse tipo de produção do magma é chamado vulcanismo da zona de subducção.
  • Se as placas colidem e nenhuma delas fica embaixo da outra, a crosta irá apenas "enrugar", formando montanhas. Esse processo não dá origem a vulcões. As margens das placas desse tipo podem mais tarde se transformar em zonas de subducção.
  • Algumas placas se movimentam umas contra as outras ao invés de empurrá-las ou colidirem. Essas margens de placas dificilmente produzem atividade vulcânica.


Foto cortesia da USGS
Erupção do Monte Santa Helena no estado de Washington, em 1980

O magma também pode fazer força debaixo de uma placa da litosfera, embora isso seja menos comum que a produção de magma ao redor das margens das placas. Essa atividade vulcânica intraplaca é causada por um material atípico do manto quente que é formado na parte inferior do manto e levado para a sua parte superior. O material, que adquire a forma de uma pluma de 500 a 1.000 km de largura, emerge para criar um ponto quente debaixo de um determinado lugar da Terra. Devido ao aquecimento incomum desse material, ele se funde formando magma logo abaixo da crosta terrestre. O ponto quente é estacionário, mas à medida que as placas continentais deslizam, o magma cria uma cadeia de vulcões que desaparece assim que as placas passam do ponto quente. Os vulcões do Havaí foram criados por um desses pontos quentes que aparentam ter pelo menos 70 milhões de anos.

Então o que acontece com o magma formado por esses processos? Vimos que o magma produzido na cordilheira oceânica apenas forma um novo material crustoso, logo, não há produção de vulcões terrestres em erupção. Há poucas áreas de cordilheira continental onde o magma transborda pela terra, mas a maioria dos vulcões terrestres são produzidos pelo vulcanismo da zona de subducção e dos pontos quentes.

Quando uma rocha sólida se transforma em um material mais líquido, ela se torna menos densa que as rochas sólidas ao seu redor. Devido a essa diferença de densidade, o magma sobe com muita força (pela mesma razão que o hélio em um balão atravessa o ar mais denso que o cerca e o óleo fica suspenso na água). À medida que vai subindo, o intenso calor funde mais algumas rochas, acrescentando-as à mistura magmática.

O magma continua se movendo pela crosta, a menos que a pressão para subir seja excedida pela pressão exercida pelas rochas sólidas ao redor para descer. Neste ponto, o magma se acumula em câmaras magmáticas abaixo da superfície da Terra. Se a pressão do magma se eleva a um determinado nível ou uma cratera se abre na crosta, as rochas fundidas são extruídas e derramadas pela superfície terrestre.

 


Foto cortesia da USGS
Derramamento de lava do vulcão Kilauea, no Havaí

Se isso acontecer, o magma derretido (agora chamado de lava) forma um vulcão. A estrutura de um vulcão e a intensidade de sua erupção dependem de uma série de fatores, principalmente da composição do magma. Na próxima seção, analisaremos os diferentes tipos de magma e veremos como eles entram em erupção.

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