Vulcões
Como as erupções vulcânicas são previstas na Islândia
Saiba como os cientistas monitorizam e preveem as erupções vulcânicas na Islândia
A Islândia é um dos locais geologicamente mais ativos do mundo. É por isso que a Islândia é tão única e dinâmica! No entanto, é por essa mesma razão que é importante que os cientistas e os peritos governamentais sejam capazes de prever eficazmente quando e onde poderá ocorrer uma erupção vulcânica.
Mas já se perguntou como é que os vulcanólogos conseguem prever uma erupção quando tudo parece invisível, a acontecer debaixo da terra até ao momento em que a lava brota da terra? Saiba agora quais os tipos de dados utilizados e os desafios enfrentados pelos peritos em riscos naturais e científicos na Islândia para prever as erupções vulcânicas.
Vulcanólogos da Universidade da Islândia preparam-se para efetuar medições de lava no primeiro dia da erupção de Meradalir no sistema vulcânico Fagradalsfjall, Reykjanes, Islândia, agosto de 2022. Foto de Jessica Poteet.
Como se formam os vulcões na Islândia
Antes de podermos compreender os tipos de dados recolhidos pelos cientistas que monitorizam os vulcões islandeses, precisamos de compreender como se formam estes sistemas vulcânicos (de uma forma muito geral, claro!).
Saber como se formam ajuda-nos a compreender por que razão os cientistas recolhem os dados que recolhem. Eis um breve resumo de como muitos vulcões islandeses iniciam a sua fase de pré-erupção:
O magma move-se para cima a partir do interior profundo da Terra. Em muitos vulcões islandeses, o magma começa a acumular-se debaixo da terra durante anos ou meses antes de uma erupção começar. Este magma irá quebrar a rocha subjacente existente à medida que se move para cima e para fora, a partir do limite profundo da crosta terrestre ou do manto, e começa a acumular-se na subsuperfície.
O magma começa a concentrar-se e a acumular-se. Irá acumular-se em diferentes tipos de zonas de armazenamento de magma, tais como soleiras ou câmaras magmáticas. Trata-se de diferentes tipos de reservatórios subterrâneos que variam em tamanho, forma e no tempo em que são utilizados.
O volume do magma aumenta e a pressão aumenta. A pressão começará a acumular-se à medida que o volume de magma subterrâneo aumenta e empurra a rocha subjacente. O solo acima da acumulação de magma começará a subir se houver acumulação de magma suficiente.
O magma é injetado na crosta superficial. Quando a pressão e o volume atingem o máximo (único para cada sistema), o magma liberta-se e move-se rapidamente para a superfície através de chaminés vulcânicas ou condutas de vulcões pré-existentes ou de uma rede de diques e fraturas com fissuras vulcânicas recém-formadas.
O magma entra em erupção, transformando-se em lava. O magma irá romper o solo e entrar em erupção, quer numa (a) erupção explosiva de lava, piroclastos e cinzas, como o Eyjafjallajökull, quer numa (b) erupção efusiva de lava, como as erupções atuais em Fagradalsfjall e Svartsengi.
Então, por que razão analisámos este processo? Agora já conhece os principais passos e momentos geológicos que os cientistas e peritos em riscos naturais procuram para prever o que irá acontecer a seguir na vida de um vulcão. Procuram a acumulação, a ascensão e a erupção do magma.
Agora que compreendemos a sequência básica de acontecimentos que conduzem a uma erupção vulcânica (mais uma vez, de uma forma muito geral), podemos passar a falar de dados!
Exemplos de tipos de dados que cientistas e especialistas em riscos naturais usam para estudar e prever vulcões: (1A&B) Dados de sismos, mas traçados num mapa (1A) e depois traçados em espaço 3D para mostrar a profundidade (1B); (2) Um mapa feito a partir de duas passagens do satélite InSAR sobre a península de Reykjanes, que mostra a subsidência sobre a região de Svartsengi; (3) outro tipo de dados sísmicos (acústicos) que mostram as ondas sonoras de sismos que atingem um recetor no solo; (4) gráficos GPS de movimento em Krýsuvík, mostrando o movimento na direção norte-sul, leste-oeste e cima-baixo; e (5) dados de furos de sondagem mostrando temperatura, pressão, sismos e litologia (ou seja, tipos de rochas). Dados do Instituto Meteorológico da Islândia (IMO) e do Journal of Geophysical Research, campo geotérmico de Krafla, 2026.
Dados que os especialistas utilizam para prever vulcões
Existem muitos tipos diferentes de dados que os vulcanólogos e os especialistas em riscos naturais recolhem e estudam para os ajudar a prever uma erupção, desde as profundezas da Terra até ao espaço sideral. Vamos resumir estes tipos de dados e discutir em pormenor como cada um deles ajuda os cientistas. Eis uma sinopse rápida:
Dados sísmicos - monitoriza os sismos causados pelo movimento do magma e pela tensão ou compressão na crosta terrestre
Dados GPS - monitoriza os movimentos em tempo real para cima, para baixo ou laterais do solo num ponto específico.
Dados InSAR - utiliza satélites para medir o deslocamento do solo a longo prazo e de alta resolução de uma grande área
Dados de furos de sondagem - utiliza diferenças de temperatura, inclinação, pressão, química e dinâmica de fluidos para monitorizar alterações na subsuperfície
Dados observacionais - explora os nossos cinco sentidos para recolher dados sobre as alterações no ambiente local
Dados analógicos - reúne dados do passado e de outros sistemas vulcânicos semelhantes para ajudar a estabelecer paralelismos com os acontecimentos atuais
Como pode ver, existem muitos tipos de dados que os cientistas e os especialistas em riscos naturais têm à sua disposição para estudar os sistemas vulcânicos. Agora, vamos analisar cada um destes tipos de dados com mais pormenor.
Dados sísmicos
Estes dados acústicos registam as vibrações na Terra, permitindo aos especialistas detetar sismos e acompanhar a forma como a tensão e o magma se movem num sistema vulcânico. Os padrões nestes sinais podem revelar quando o magma se está a acumular, a subir, a fraturar a rocha ou a pressurizar o sistema. Os dados sísmicos incluem geralmente a magnitude do sismo, a profundidade do sismo e a localização na superfície diretamente acima do sismo. Utilizando as estatísticas de muitos sismos ao longo do tempo, os especialistas em sismologia podem começar a desenhar um cenário do movimento e da tensão na subsuperfície. Por exemplo, os sismos numa área estão todos localizados a profundidades semelhantes ou estão todos alinhados a profundidades diferentes? Isto pode potencialmente marcar a diferença entre a formação de uma soleira ou de um dique.
Dados GPS
Utilização de GPS e GNSS, que são recetores fixos no solo ancorados à terra que utilizam satélites para medir a sua posição com precisão milimétrica. Ao monitorizar pequenas alterações ao longo do tempo, os cientistas conseguem detetar a deformação do solo num único ponto provocada pelo movimento do magma sob um sistema vulcânico. O conjunto de dados baseado em satélite da Islândia regista o movimento lateral, como norte, sul, leste ou oeste, mas também o movimento no eixo y, ou seja, para cima ou para baixo. Por exemplo, o movimento ascendente pode indicar que o magma se está a acumular na subsuperfície, mas o movimento descendente pode indicar que o magma está a esvaziar de uma câmara magmática e a mover-se para outro local.
Dados InSAR
Significa Interferometria de Radar de Abertura Sintética (prometemos que não haverá nenhum teste sobre isto!), e é um tipo importante de dados recolhidos por satélite que mede o movimento regional durante um período de tempo mais longo. De um modo geral, um tipo específico de satélite passa por cima de uma região, emitindo radar sobre a superfície terrestre. Se for capaz de o fazer duas vezes, em datas diferentes, os cientistas conseguem comparar as duas passagens diferentes do satélite e produzir um mapa regional do movimento. Os mapas produzidos são muito coloridos e complicados de ler, mas as áreas de cor ampla significam menos movimento e as áreas com faixas de cor mais estreitas significam mais movimento ou deformação do solo.
Dados de furos de sondagem
se existirem furos de sondagem perfurados na área, os sensores e monitores colocados no furo medem uma série de tipos de dados, incluindo a temperatura, a inclinação, a pressão, a química dos gases, a dinâmica dos fluidos e até a sismicidade. Os aumentos de temperatura, as alterações de pressão e a elevação de determinados gases podem ser avisos precursores do movimento do magma. Por exemplo, em 2023, na central geotérmica de Svartsengi, o aumento do SO2 indicou que o magma estava a subir na subsuperfície e a aproximar-se da profundidade do furo de sondagem. E muitas das estações de observação de vulcões aqui têm medidores que medem a inclinação do solo.
Dados observacionais
Este é um conjunto de dados curinga e nem sempre é um conjunto de dados formal. Trata-se apenas de observações humanas de alterações locais e regionais que nos podem alertar para uma futura erupção vulcânica. Algumas das principais coisas a que os peritos em riscos naturais prestam atenção na Islândia incluem inundações glaciares à medida que um sistema vulcânico aquece, o aquecimento do abastecimento de água à medida que os poços locais registam o aumento do calor, ou a intensificação do vapor no solo ou o aumento da atividade geotérmica. Isto também pode incluir a deslocação ao terreno e a realização remota de levantamentos com drones, bem como a medição de fraturas recentes, escarpas de falhas e deslocamento do solo.
Dados analógicos
Os cientistas utilizam dados analógicos de sistemas vulcânicos semelhantes, na Islândia ou no estrangeiro, para formular hipóteses sobre o significado dos seus dados e sobre o momento em que o vulcão poderá entrar em erupção, em comparação com outros vulcões semelhantes. Isto inclui a análise de todos os dados acima referidos de outros sistemas para ver se é possível estabelecer paralelismos entre os mesmos. Por exemplo, com Svartsengi, os especialistas locais estão a utilizar a cronologia da erupção e os dados de subsuperfície dos fogos de Krafla e Holuhraun para ajudar a estimar o tempo entre as erupções individuais na série de atividade vulcânica.
Exemplos de tipos de modelos e gráficos que os cientistas e os especialistas em riscos naturais criam a partir dos seus dados para prever erupções vulcânicas: (1) um mapa de novas fraturas na Península de Reykjanes que foram obtidas a partir de mapeamento de campo presencial e dados InSAR; (2) um modelo da taxa de entrada de magma na soleira subsuperficial sob Svartsengi; (3) sismos mapeados por profundidade e tempo, com a agitação vulcânica (movimento de magma na subsuperfície, mas sem erupções) traçada. Dados do Boletim de Vulcanologia e do Centro Vulcanológico Nórdico da Universidade da Islândia, e do Instituto Meteorológico da Islândia.
Como é que os cientistas utilizam estes dados para prever os vulcões?
Depois de recolherem estes dados, os cientistas utilizam-nos em conjunto para criarem uma imagem global de um sistema vulcânico e do seu estado atual. Trata-se normalmente de imagens instantâneas e intemporais de um sistema, que evoluem à medida que o magma se acumula, se move e entra em erupção. Podem utilizar grande parte destes dados para criar um modelo da subsuperfície para estimar os volumes de magma e as taxas de enchimento das câmaras magmáticas ou soleiras subsuperficiais. Estes modelos podem ser gráficos 2D de tempo versus volume ou taxa e mapas de superfície, desenhos 3D da acumulação de magma subsuperficial proposta ou representações 4D da acumulação de magma ao longo do tempo.
Fiabilidade dos dados na previsão de erupções vulcânicas
Estes dados são fiáveis? Na sua maioria, os dados recolhidos na previsão de vulcões são geralmente fiáveis. No entanto, existem circunstâncias conhecidas que podem afetar a integridade dos dados.
A triangulação precisa dos dados sísmicos requer uma rede densa de sensores.
O mau tempo (bastante comum na Islândia) e mesmo tempestades geomagnéticas ativas do sol que causam auroras (também comuns na Islândia) podem afetar os dados de GPS.
Os dados InSAR só funcionam em terra e se a região estiver livre de neve e de nuvens.
Existem, portanto, muitos fatores que podem afetar os dados e a sua recolha, embora os peritos consigam normalmente ter em conta estes problemas e efetuar correções.
Evidentemente que, embora os próprios dados possam ser bastante fiáveis no seu todo, a interpretação do seu significado pode ser sempre um desafio. Nem todos os enxames sísmicos são precursores de uma erupção, nem todos os campos de lava fumegante significam que o magma está perto da superfície. Não existe uma previsão a 100% no que diz respeito a erupções vulcânicas, mas os cientistas conseguem normalmente identificar períodos de tempo em que é mais provável que ocorra uma erupção no período que a antecede. E assim que o magma fica suficientemente superficial, os cientistas dispõem normalmente de 30 minutos a algumas horas para avisar a população de uma erupção iminente.
A última palavra sobre a previsão de vulcões na Islândia
Esperamos que isto lhe dê uma nova perspetiva sobre a quantidade de dados que têm de ser recolhidos e interpretados por especialistas, bem como a compreensão de que prever uma erupção vulcânica não é uma tarefa infalível e precisa. É difícil prever algo que não podemos ver diretamente com os nossos olhos. Mas, embora seja complexo e desafiante prever uma erupção vulcânica, os cientistas na Islândia superam-se todos os dias!
Perguntas frequentes sobre a previsão de erupções na Islândia
As erupções vulcânicas na Islândia podem ser previstas?
Em parte. Os cientistas conseguem identificar os períodos em que uma erupção é mais provável, mas não existe um método que dê uma previsão 100% segura. O magma move-se debaixo da terra, onde ninguém o pode ver diretamente, pelo que os peritos trabalham a partir de sinais indiretos — sismos, movimentos do solo, radar de satélite e leituras de furos de sondagem — e traçam uma imagem do comportamento do sistema. Essa imagem torna-se mais clara à medida que o magma sobe mais perto da superfície.
Com que antecedência é que as pessoas são avisadas antes de uma erupção começar?
Assim que o magma atinge profundidades superficiais, os cientistas dispõem normalmente de 30 minutos a algumas horas para avisar a população. É devido a esta curta janela final que a rede de monitorização da Islândia funciona continuamente. Os sinais a mais longo prazo — acumulação de magma e aumento de pressão — podem ser visíveis com meses de antecedência, mas o momento exato em que o solo se abre só é detetável numa fase muito tardia do processo.
Quem monitoriza os vulcões na Islândia?
O Instituto Meteorológico da Islândia (Veðurstofa Íslands) opera as redes nacionais de monitorização, sismologia e GPS e emite os avisos oficiais. Os grupos de investigação da Universidade da Islândia, incluindo o Centro Vulcanológico Nórdico, contribuem com trabalho de campo, modelação e análise. Os operadores das centrais geotérmicas também fornecem dados de furos das suas sondagens, o que se revelou valioso na Península de Reykjanes.
Que tipos de dados são utilizados para prever uma erupção?
Seis tipos principais. Os dados sísmicos registam os sismos provocados pelo magma que quebra a rocha. As estações de GPS e GNSS medem o movimento do solo em pontos fixos. O radar de satélite InSAR mapeia a deformação do solo em regiões inteiras. Os furos de sondagem medem a temperatura, a pressão, a química dos gases e a inclinação subterrânea. Os dados de observação abrangem o que as pessoas veem e ouvem no terreno. Os dados analógicos estabelecem paralelismos com erupções passadas e sistemas vulcânicos semelhantes.
O que significa um enxame sísmico?
Significa frequentemente que o magma se está a mover e a fraturar a rocha à medida que força a sua subida — mas nem todos os enxames conduzem a uma erupção. O padrão importa mais do que a contagem. Se os sismos se agruparem a profundidades semelhantes, isso pode sugerir a formação de uma soleira. Se se alinharem numa fila a profundidades variáveis, isso pode apontar para um dique a propagar-se lateralmente. A interpretação é a parte difícil, não a medição.
O que significa quando o solo sobe?
A subsidência significa normalmente que o magma se está a acumular por baixo e a empurrar contra a rocha subjacente que se encontra acima dele. As estações de GPS ancoradas ao solo conseguem detetar este movimento ao milímetro. O inverso também é informativo: se o solo sofrer subsidência, o magma pode estar a drenar para fora de uma câmara e a mover-se para outro local — em direção a um local de erupção ou mais profundamente na crosta.
O que é o InSAR?
Interferometria de Radar de Abertura Sintética. Um satélite passa sobre uma região e faz refletir o radar no solo. Quando passa novamente numa data posterior, os cientistas comparam as duas leituras e produzem um mapa de quanto a terra se moveu no intervalo. Nos mapas resultantes, faixas largas de cor indicam pouco movimento, enquanto faixas estreitas indicam uma deformação significativa. Abrange grandes áreas que as estações terrestres não conseguem cobrir.
Como é que os furos de sondagem ajudam a detetar o movimento do magma?
Os sensores descidos nos furos perfurados medem a temperatura, a pressão, a inclinação, a química dos gases, a dinâmica dos fluidos e até a sismicidade a partir da própria crosta. Um exemplo real: em 2023, os furos de sondagem na central geotérmica de Svartsengi registaram níveis crescentes de dióxido de enxofre, indicando que o magma estava a subir e a aproximar-se da profundidade do poço.
Até que ponto são fiáveis os dados de monitorização dos vulcões?
Geralmente fiáveis, com limitações conhecidas. A localização precisa dos sismos requer uma rede densa de sensores. As leituras do GPS podem ser degradadas pelo mau tempo e por tempestades geomagnéticas — a mesma atividade solar que produz a aurora boreal. O InSAR só funciona em terra e necessita de um solo sem neve e sem nuvens. Os especialistas têm em conta estes efeitos e corrigem-nos, mas a interpretação continua a acarretar uma verdadeira incerteza.
Quanto tempo antes de uma erupção é que o magma se começa a mover?
Em muitos sistemas islandeses, o magma começa a acumular-se debaixo da terra meses ou mesmo anos antes de chegar à superfície. Sobe do interior da crosta ou do limite crosta-manto, quebrando a rocha subjacente à medida que avança, e acumula-se em zonas de armazenamento, tais como soleiras ou câmaras magmáticas. Só quando a pressão e o volume atingem um limiar único para esse sistema é que se liberta e viaja rapidamente para a superfície.
É seguro visitar a Islândia durante a atividade vulcânica?
A Islândia permanece aberta e em funcionamento durante a maioria das erupções, que tendem a ser localizadas. As autoridades fecham as zonas de perigo e, na Islândia, esses encerramentos são aplicados e devem ser respeitados. Consulte vedur.is para saber o estado vulcânico e sísmico atual e safetravel.is para saber as condições de viagem e os encerramentos antes de se dirigir para perto de uma área ativa. Nunca entre numa zona restrita: a acumulação de gases e a instabilidade do solo são os verdadeiros perigos, e não a lava que consegue ver.
Onde posso ver lava derretida real em segurança?
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Leia mais sobre como os islandeses monitorizam e tentam prever a atividade vulcânica
Podcast da Lava Academy
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Este artigo foi escrito pela geóloga Jessica Poteet. Oiça a entrevista com ela no Podcast da Lava Academy.
