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Material destinado as aulas de Geologia do Professor Raul Reis.

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  • 1. "Que livro um capelão a serviço do diabo poderia escrever sobre as grosseiras, devastadoras, descuidadas, equivocadas, vis e terrivelmente cruéis obras da natureza." CHARLES DARWIN I magineuma erupção vulcânica que cause o colapso de uma área com o tamanho de Nova York, I que soter- re uma região maior que o Estado de Vermonr/ sob cinza quente, acabando com todas as formas de vida, e que cubra os campos por distâncias de até 2 mil km com uma camada de 20 em de cinza, tornando-os inférteis. Imagine que a poeira vulcânica lançada até a alta estratos- fera enfraqueça a luz do Sol durante um ou dois anos e que, por isso, não ocorram verões. Isso seria inacreditá- vel? Entretanto, já aconteceu, pelo menos em duas oca- siões, no território onde hoje se localizam os Estados Uni- dos: em Yellowstone, Estado de Wyorning, há 600 mil anos, e na região do Vale Com- prído.! Estado da Califómia, há 760 mil anos. Isso ocorreu bem antes da chegada do homem à América do Norte, há 30 mil anos, mas não faz muito tempo, se considerar- mos os 4,5 bilhões de anos da escala do tempo geológico. Sabe-se da existência desses eventos por meio da identificação e datação de rochas formadas por eles. Uma grande porção da crosta oceânica e continental é constituída de rochas vulcâni- cas, que se originam de magmas formados em grandes profundidades, tomando-se co- mo que "janelas" através das quais pode-se "perceber" vagamente o interior do planeta. Neste capítulo, examinaremos o vulcanismo, processo pelo qual os magmas do interior da Terra ascendem até a crosta, emergem na superfície como lava e res- friam-se para formar rochas vulcânicas duras. Discutiremos os principais tipos de lavas, os estilos de erupção, as formas de relevo resultantes e os transtornos am- bientais que os vulcões podem causar. Veremos de que forma a tectônica de placas e a convecção mantélica podem explicar o grande número de vulcões em limites de placas e as poucas ocorrências de vulcões em "pontos quentes" de regiões intrapla- caso Serão apresentados exemplos de como os vulcões interagem com os outros componentes do sistema Terra, particularmente com a atmosfera, com os oceanos e com a biosfera. Por fim, serão analisadas as alternativas de mitigação do poten- cial destrutivo dos vulcões, bem como as possibilidades de aproveitamento das suas riquezas em substâncias químicas e da energia térmica que liberam. Os filósofos antigos ficaram impressionados com os vulcões e com suas temíveis erupções de rocha fundida. Na tentativa de explicá-los, difundiram mitos sobre um mundo subterrâneo quente e infernal. Basicamente, estavam certos. Os pesquisadores modernos, utilizando a ciência, em vez da mitologia, também obtêm dos vulcões as evi- dências de que existem altas temperaturas no interior da Terra. Os vulcões como geossistemas 144 Os depósitos vulcânicos 144 Os estilos de erupção e as formas de relevo vulcânico 148 O padrão global do vulcanisrno 158 O vulcanisrno e a atividade humana 163
  • 2. 1441 Para Entender a Terra Num geossistema vulcânico há a interaçâo da litosfera, da astenosfera e do influxo de gases na atmosfera (vulcões terrestres) ou na hidrosfera (vulcões subaquáticos). Chaminé central Derram:s d~ lava :'ha~in~onduto lateral o SISTEMA TERRA h SISTEMA iljijOOCllMA SISTEMADA ~ TECTÔNICA Manto profund;;tJj DE PLACAS Ir1Núcleo .xterno SISTEMADO Núcleo intern-::;;?) GEODíNAMO Figura 6.1 Representação simplifrcada de um geossistema vulcânico. ulcões como geossistemas As medições de temperatura nas rochas provenientes das sonda- gens mais profundas já feitas (cerca de 10 km) mostraram que a Terra de fato toma-se mais quente com o aumento da profundida- de. Atualmente, os geólogos acreditam que, na astenosfera, as temperaturas cheguem no mínimo a 1.300°C, o que é suficiente- mente quente para que as rochas comecem a fundir-se. Por essa ra- zão, a astenosfera é considerada como uma das principais fontes de magma, a mesma rocha fundida que ocorre abaixo da superfí- cie terrestre e que chamamos de lava depois que irrompe na super- fície. As secções da litosfera sólida que se localizam acima da as- tenosfera podem também fundir-se para formar magmas. Como os magmas são líquidos, têm menor densidade que as rochas que os produziram. Portanto, à medida que o magma se acumula, começa a ascender à litosfera por diferença de densida- de. Em alguns locais, a fusão pode fraturar a Iitosfera em zonas de fraqueza, forçando sua ascensão. Em outros, o magma ascen- dente abre seu caminho fundindo as rochas existentes. Por fim, parte do magma chega à superfície e entra em erupção como la- va. Um vulcão é uma elevação OÚ uma montanha construída pe- la acumulação de lavas e de outros materiais eruptivos. As rochas, os magmas e as interações necessárias para des- crever toda a seqüência de eventos desde a fusão até a erupção constituem um geossistema vulcânico, mostrado de forma simplificada na Figura 6.1. Os magmas que ascendem à litosfera acumulam-se numa câmara magmática, situada, geralmente, em locais pouco pro- fundos da crosta. Esse reservatório periodicamente é esvaziado para a superfície através de uma chaminé, que é um conduto em forma de cano, em ciclos repetidos de erupções. A lava pode também irromper a partir de fendas verticais e outros condutos localizados nos flancos dos vulcões. com chas friar gran tem nem diár sivc to( Ter pm ... que se acumulam na supero fície para formar um vulcão. Há erupção de lavas por meio de uma chaminé e de condutos laterais •... ... ascende por um "sistema de encanamentos" à litosfera para formar uma câmara magmática. Ti o magma. que se origina na astenosfera parcialmente sólida •... o~ ml va sã di li CI n b Os vulcões são geossistemas importantes por três razões: (1) o vulcanismo é um processo tectônico fundamental paraa formação da crosta terrestre; (2) as erupções vulcânicas consii tuem enormes riscos naturais para as sociedades humanas; (3) as lavas dos vulcões fornecem aos cientistas amostras a partir das quais podem ser feitas inferências sobre as propriedades do interior da Terra. A complexidade dos geossistemas vulcânicos reflete-se na forma como essas amostras são quimicamente mo- dificadas, à medida que são geradas e transportadas para a suo perfície. Como foi visto no Capítulo 5, inicialmente só umape quena parte da astenosfera sofre fusão. Na sua ascensão pelali tosfera, o magma adquire componentes químicos, à medida que provoca a fusão de outras rochas, e perde outros componentes, pela deposição de cristais em câmaras magmáticas e pelo esca- pe de seus constituintes gasosos para a atmosfera ou parao oceano, quando há erupção. Levando em conta essas modifica ções, os geólogos podem extrair das lavas importantes informa ções, que constituem indícios da composição e do estado físico do manto superior. A partir de rochas vulcânicas antigas, pode- se, também, aprender muita coisa a respeito das erupções que ocorreram há milhões ou mesmo bilhões de anos. I ~~,uepósitos vulcânicos As composições química e mineralógica das lavas têm muitoa ver com a maneira pela qual ocorre a erupção e com a forma do relevo que é gerada quando elas se solidificam. Os principais ti- pos de lavas e as rochas que formam dependem dos magmas a partir dos quais elas se originaram. No Capítulo 5, vimos queas rochas ígneas e seus magmas precursores podem ser divididos em três grupos principais - félsicos, intermediários e máficos-,
  • 3. combase na sua composição química (ver Quadro 5.2). As ro- chasígneas são ainda classificadas como intrusivas (que se res- friaramlentamente abaixo da superfície e, como resultado, têm granulaçãogrossa) ou extrusivas (que se resfriaram rapidamen- tenasuperfície e têm granulação fina). As principais rochas íg- neasintrusivas são os granitos (félsicos), os dioritos (interme- diários)e os gabros (máficos). Os principais equivalentes extru- sivossão o riolito (félsico), o andesito (intermediário) e o basal- to(máfico), Essas classificações estão resumidas na Figura 5.4. Tendoem mente esse quadro, vamos examinar os principais ti- posde lavas e o modo como elas fluem e se solidificam. Tipos de lavas Osvários tipos de lavas originam diversas formas de relevo: montanhasvulcânicas com formatos variáveis e derrames de la- vasolidificados com diferentes características. Essas variações sãoresultantes de diferenças na composição química, no teor degasese na temperatura das lavas. Quanto maior o teor de sÍ- licae quanto mais baixa a temperatura, por exemplo, mais vis- cosa(resistente ao fluxo) será a lava e mais lentamente ela se moverá.Quanto mais gás uma lava contiver, maior será a pro- babilidadede uma erupção violenta. Lavasbasálticas A temperatura da lava basáltica, de cor escu- ra,é de 1.000 a 1.200°C - próxima à temperatura do manto su- perior.Devido a sua alta temperatura e a seu baixo teor de síli- ca,a lava basáltica é extremamente fluida e pode escorrer rapi- damente,por grandes distâncias. Foram observadas correntes delavacom velocidade de até 100 km/h, embora velocidades depoucos quilômetros por hora sejam mais comuns. Em 1938, doiscorajosos vulcanólogos russos mediram temperaturas e co- letaramamostras de gases navegando em uma jangada de lava jásolidificada e com temperatura mais baixa que flutuava num riodelava basáltica. A temperatura na superfície da jangada era de300°C e a do rio de lava era de 870°C. Em tempos históri- cos,foram observadas correntes de lava fluindo por distâncias demais de 50 km, a partir de sua fonte. Os derrames de lavas basálticas variam de acordo com as condiçõesem que irrompem. Exemplos importantes são: • 8asaltos de planaltos continentais A lava basáltica altamente fluidaque irrompe em um terreno plano pode se espalhar sob for- madelençóis delgados, formando um derrame de lava. Freqüen- temente,os derrames sucessivos de lava basáltica empilham-se, sendochamados de basaltos de platô, e formam imensos planal- tos,como o Planalto Colúmbia, nos estados de Oregon e Wa- shington(EUA) (Figura 6.2).4 • Pahoehoe e aa A lava basáltica, ao fluir, pode ser classificada emduas categorias, de acordo com a forma que sua superfície adquire:pahoehoe (pronuncia-se [pa-hói-hói], com o h tendo o somaspirado) ou aa (pronuncia-se [ah-ah]). A Figura 6.3 mos- traexemplos dos dois tipos. A lava pahoehoe (que significa "em forma de corda", em havaiano) forma-se quando um magma muito fluido es- palha-se como um lençol e uma fina película vítrea e elásti- ca endurece, na sua superfície, durante o resfriamento. À medida que a lava líquida continua a fluir, por baixo da su- perfície, a película é arrastada, curvada e torcida, formando dobras justapostas retorcidas que lembram cordas. CAPíTULO 6 • Vulcanismo 1145 400 km Figura 6.2 Vista do Planalto Colúmbia, Washington (EUA) . Sucessivos derrames de basaltos empilharam-se para formar esse imenso planalto, o qual ocupa uma grande área dos estados de Washington e Oregon (EUA). [DaveSchiefelbein] "Aa" é a exclamação que os desavisados fazem ao aventu- rar-se caminhando de pés descalços nesse tipo de lava, que tem aparência de torrões de terra úmida recém-arada. A lava aa é mais viscosa que a pahoehoe, por ter perdido seus gases. As- sim, ela se move mais lentamente, permitindo que uma espes- sa capa endurecida se forme na superfície. À medida que o
  • 4. 146 Para Entender a Terra lava Aa lava pahoehoe -1 m Figura6.3 Dois tipos de lava, pahoehoe com aspecto de corda (embaixo) e blocos angulosos de aa (em cima). Vulcão Mauna Loa, Havaí. [Kim Heacox/DRK] derrame continua a fluir, essa nata se quebra em muitos blocos angulosos, que são transportados pela lava viscosa do interior do derrame, empilhando-se como uma frente íngreme de blo- cos angulares que avança como uma esteira de trator. É muito perigoso caminhar em cima da lava aa. Um bom par de botas, usado em um terreno desse tipo, pode ser gasto em uma sema- na, e o viajante ou geólogo que se aventure a andar nessa lava pode se preparar para cortes nos cotovelos e nos joelhos. O mesmo derrame basáltico, ao movimentar-se pela su- perfície, comumente tem as características de pahoehoe próximo à sua fonte, onde a lava está ainda fluida e quente, adquirindo as características de aa na porção frontal do der- rame, onde mostra uma camada superficial mais espessa, por ter ficado mais tempo exposta ao ar frio . • Lavas almofadadas Qualquer geólogo, ao se deparar com la- vas almofadadas'' - pilhas de blocos elipsoidais de basalto, em forma de almofadas, com cerca de um metro de largura -, sabe que elas se formaram numa erupção submarina (ver Figura 5.13), mesmo que hoje estejam em terra firme. As lavas em almofada são um importante indicador de que uma região já esteve um dia sob a água. Geólogos-mergulhadores, inclusive, já observaram a formação de lavas em almofada no fundo oceânico próximo ao Havaí. As línguas de lava basáltica, ao entrarem em contato com a água fria do oceano, desenvolvem um envoltório resistente, plástico. Como a lava no interior desse envoltório resfria-se mais lentamente, o interior da almofada desenvolve uma textura cris- talina, ao passo que o envoltório, que se resfriou rapidamente, so- lidifica-se como um vidro sem cristais. Lavas riolíticas O riolito, a lava mais félsica, tem cor clara. Seu ponto de fusão é mais baixo que o do basalto e irrompe em temperaturas de 800 a 1.000°e. É muito mais viscoso que oba· salto, por causa de sua temperatura baixa e teor de sílica maior. A lava riolítica move-se] O vezes mais lentamente que o bassl to, ou em velocidade ainda mais baixa, e, como é resistenteao fluxo, tende a acumular-se, formando depósitos espessos com aparência de bulbos. Lavas andesíticas Os andesitos, que têm teor de sílica inte mediário, têm propriedades que se situam entre aquelas dosba· saltos e as dos riolitos. Texturas das lavas As lavas têm outras feições que refletem as temperaturas eas pressões em que se formaram. Podem ter uma textura vítrea como a da obsidiana, ou granulação fina, se se resfriarem rapi damente. As texturas grossas, como aquelas dos tufos vulcâni cos, podem se formar no caso de haver resfriamento lentoem subsuperfície. As lavas podem ter, também, pequenas bolhas, criadas quando a pressão cai repentinamente, à medida quea lava ascende e resfria-se. As lavas são geralmente carregadasde gases, como o refrigerante em uma garrafa fechada. Quandoas cendem, a pressão que atua sobre elas diminui, assim comoa pressão no refrigerante cai quando a tampa é retirada. Da rres ma forma que o dióxido de carbono cria bolhas no refrigerante quando é liberado, o vapor d'água e outros gases dissolvidos, ao escaparem da lava, criam cavidades gasosas, ou vesícu/as (Figura 6.4). Assim, a textura vesicular, de aparência esponjo- sa, numa lava solidificada, pode fornecer aos geólogos detalhe das origens vulcânicas da mesma. Uma rocha que tenha uma grande quantidade de vesículas, geralmente de composição rio- lítica, é denominada de pedra-pomesP Algumas pedras-pomes têm tantos espaços vazios que se tomam extremamente leves,a ponto de flutuar na água. Depósitos piroclásticos A água e os gases nos magmas podem provocar efeitos ainda mais dramáticos no estilo das erupções. Antes de um magma entrar em erupção, a pressão confinante devida às rochas sobre -0,25 m Figura 6.4 Amostra de basalto vesicular. [Glenn Oliver/Visuals Unlimited]
  • 5. Figura 6.5 Erupção piroclástica do Vulcão Arenal, Costa Rica. [Gregory G. Dimijian/Photo Researchers] jacentes não permite que esses voláteis escapem. Quando o magmachega próximo à superfície e a pressão cai, os voláteis podem ser liberados explosivamente, estraçalhando a lava e qualquer rocha sólida que estiver acima em fragmentos de vá- riostamanhos, formas e texturas (Figura 6.S). Existe uma gran- deprobabilidade de que as lavas riolíticas e andesíticas visco- sase ricas em gases originem erupções explosivas. Ejetólitos vulcânicos As rochas vulcânicas fragmentárias eje- tadasno ar são chamadas de piroclastos. Essas rochas, mine- raise vidros são classificados de acordo com seu tamanho. Os fragmentos menores, com menos de 2 mm de diâmetro, são chamados de cinzas vulcânicas. Os fragmentos maiores são chamados de bombas vulcânicas (Figura 6.6) e podem formar-se a partir de respingos de lava, que ficamarredondados e se resfriam no ar, ou podem também ser formadosa partir de fragmentos arrancados de rochas vulcânicas CAPíTULO 6. Vulcanismo /147 Figura 6.6 A vulcanóloga Katia Krafft examina uma bomba vulcãnica ejetada do vulcão Asama, no Japão. [Science Source/Photo Researchers] já solidificadas. Já se observou, durante erupções vulcânicas, o lançamento de ejetólitos do tamanho de uma casa por distâncias de mais de 10 km. A cinza vulcânica suficientemente fina para se manter em suspensão na atmosfera pode ser carregada por gran- de distância. Duas semanas após a erupção de 1991 do Monte Pi- natubo, nas Filipinas, a poeira vulcânica era detectada em volta de toda a Terra por satélites orbitais. Cedo ou tarde os piroclastos caem na Terra, geralmente for- mando depósitos perto de sua fonte. À medida que resfriam, os fragmentos quentes e não totalmente solidificados, por isso pe- gajosos, soldam-se uns aos outros (litificarn-se). As rochas cria- das a partir dos fragmentos menores são denominadas de tufos, enquanto aquelas constituídas de fragmentos maiores são as brechas vulcânicas (Figura 6.7). Fluxos piroclásticos Um tipo particularmente espetacular e devastador de erupção ocorre quando a cinza quente e a poeira são ejetadas como uma nuvem ardente? que se projeta monta- nha abaixo com velocidades de até 200 km/h. Como as partícu- -0,3 m Figura 6.7 Brecha vulcânica. [Doug Sokell/Visuals Unlimited]
  • 6. 1481 Para Entender a Terra Figura6.8 Um fluxo piroclástico projetando-se pelas encostas do Monte Unzen, no Japão, em junho de 1991. Observe, no primeiro plano, o bombeiro e o caminhão, tentando fugir da nuvem de cinza quente prestes a atingi-Ios. Três cientistas que estavam estudando esse vulcão morreram ao serem engolfados por um derrame semelhante. [AP/Wide World Photos] Ias sólidas permanecem em suspensão nos gases quentes, oatri· to é muito baixo, nessas nuvens incandescentes (Figura 6.8). Em 1902, uma nuvem ardente com uma temperatura inte na de 800°C explodiu sem muitos sinais prévios, no flancodo Monte Pelado.ê na ilha da Martinica, no Caribe. A avalanchade gás asfixiante e de cinza vulcânica incandescente derramou-e pelas encostas a uma velocidade de 160 km/h, semelhante à de um furacão. Em 1 minuto, e praticamente em silêncio, a emal são fervente de gás, cinza e poeira envolveu a cidade de Saint Pierre, matando 29 mil pessoas. Seria sensato, para os cientis tas que dão conselhos a terceiros, relembrar a declaração deum certo Professor Landes, feita um dia antes do cataclismo: "O Monte Pelado representa tanto perigo para os habitantes deSI. Pierre quanto o Vesúvio para os moradores de Nápoles". O Pro- fessor Landes pereceu com os demais. Em 1991, os vulcanólo gos franceses Maurice e Katia Krafft (Maurice tirou a fotogra fia de Katia na Figura 6.15) foram mortos por um derrame pio roclástico, no Monte Unzen, no Japão. lIIlIoL'_L,,-stilosde erupção e as formas e relevo vulcânico Agora que já analisamos os vários tipos de materiais vulcânicos trazidos do interior da Terra por derrames ou por irrupções ex plosivas, podemos examinar com mais detalhe os estilos de erupções e as formações características que elas constroem (Fi· gura 6.9). Nem sempre as erupções criam cones simétricos e majestosos: as formas de relevo vulcânicas têm formas varia das, a depender das propriedades da lava e das condições em que ocorrem os extravasamentos. Erupções com conduto central As erupções com condutos centrais geram a mais conhecida de todas as feições vulcânicas - uma montanha vulcânica em for- ma de cone. Tais erupções descarregam lava ou material piro- elástico por uma chaminé ou conduto central, que é uma aber- tura no topo de um canal alimentado r cilíndrico que se conecta com a câmara magmática e por onde o material ascende para ir- romper à superfície da Terra. Vulcões-escudo Um cone do tipo vulcão-escudo é construído por sucessivos derrames de lava, que se espalham a partir de uma chaminé. Essas formas são comumente geradas por lavas Figura 6.9 Estilos de erupção e formas de relevo vulcanogênico. (a) Um vulcão-escudo: Mauna Loa, Havaí. [U.s. Geological Survey] (b) Um domo vulcânico: o Monte Santa Helena após a erupção de 1980. [Lynn Topinka/USGS Cascades Volcano Observatory] (c) Um cone de cinzas: Cerro Negro, Nicarágua, em 1968. [Mark Hurd Aerial Surveys] (d) Um vulcão composto: Fujiyama, Japão. [Corbis] (e) Uma cratera: Monte Etna, Sicília. [Fabrizio Villa/ AP/Wide World Photos] (f) Uma caldeira: Lago da Cratera, Oregon (EUA), onde, como expresso no próprio nome, um lago preenche uma caldeira com 8 km de diâmetro. [Greg Vaughn/Tom Stack & Associates]
  • 7. ESTILOSDE ERUPÇÃO E FORMAS DE RELEVO VUlCANOGÊNICO Erupção de flanco Chaminé (a) Vulcão-escudo Umvulcão-escudo é construído por acumulação demilharesde derrames basálticos delgados quese espalham em lençóis de baixa declividade.Cada camada do diagramarepresenta centenas de derramesdelgados. O magma pode irrompernos flancos do vulcão ou apartir da chaminé. (b) Domo vulcânico Osdomas vulcânicos são massas de lava félsica comformas bulbosas, que, por serem muito viscosas,acumulam-se em cima da chaminé,ao invés de se derramar. A foto mostra o crescimento de umdomo dentro da cratera do Monte SantaHelena, após a erupçâo de 1980. (c) Cone de cinza Chaminé preenchida com fragmentos de rochas Emum vulcão do tipo cone de cinza, o material ejetado édepositado como camadas que mergulham a partir dacratera, no cume. A chaminé abaixo da cratera épreenchida com material fragmentado. A foto éda erupção de 1968 do Cerro Negro, um conede cinzas formado em um terreno constituído de derrames mais antigos. OCerro Negro entrou em erupção, denovo, em 1995 e em 1999. Camadas sucessivas de material ejetado Chaminé preenchida por erupções precedentes (d) Vulcão composto Umvulcão composto é formado de camadas alternadas de material piroclástico com derrames de lava. A lava que se solidificou em fissuras forma diques que atuam como vigas reforçando a sustentação do cone. (e) Cratera Pode haver crateras no topo da maioria dos vulcões. Após uma erupção, a lava freqüentemente afunda de volta na chaminé e solidifica-se, sendo even- tualmente explodida em uma erupção piroclástica posterior. (f) Caldeira Uma erupção violenta pode es- vaziar a câmara magmática de um vulcão, que, então, não pode ~ mais sustentar a rocha sobreja- v cente. Então, ele entra em colapso, deixando uma grande bacia com paredes íngremes, chamada de caldeira. CAPíTULO 6 • Vulcanismo 11 49
  • 8. 1 5 O I Para Entender a Terra basálticas, que têm facilidade de fluir, espalhando-se por gran- des áreas. Se os derrames forem copiosos e freqüentes, criarão um amplo vulcão em forma de escudo, com dezenas de quilô- metros de circunferência e com mais de 2 km de altura, com ver- tentes geralmente suaves. O Mauna Loa, no Havaí, Estados Uni- dos, é o exemplo clássico de um vulcão-escudo (ver Figura 6.9a). Embora esteja a somente 4 km acima do nível do mar, ele é efetivamente a estrutura mais alta da Terra: medido a partir do fundo oceânico, o Mauna Loa tem 10 km de altura. Seu diâme- tro, na base, é de 120 km - uma área equivalente a três vezes o tamanho de Rhode Island.? Esse vulcão cresceu até essas enor- mes dimensões devido à superposição de milhares de derrames de lavas, cada um com poucos metros de espessura, num perío- do de cerca de I milhão de anos. Na verdade, a ilha do Havaí na- da mais é do que o topo de uma série de vulcões-escudo ativos superpostos, que emergem acima do nível do mar. Domos vulcânicos Em contraste com as lavas basálticas, as la- vas félsicas são tão viscosas que mal conseguem fluir. Elas, ge- ralmente, produzem domas vulcânicos, que são massas arredon- dadas de rochas, em geral com vertentes abruptas. A forma dos domos proporciona a impressão de que a lava foi espremida para fora da chaminé sem se espalhar lateralmente, como se fosse pas- ta de dente. Freqüentemente, os domos obstruem as chaminés, aprisionando os gases. Então, a pressão aumenta até que uma ex- plosão ocorra, fragmentando o domo. Isso aconteceu com o Monte Santa Helena (EUA), em 1980 (ver Figura 6.9b). Cones de cinzas 10 Quando as chaminés vulcânicas descarre- gam piroclastos, os fragmentos sólidos acumulam-se e formam um cone de cinza. O perfil de um cone vulcânico é determina- do pelo maior ângulo 1 1 capaz de permitir que os detritos per- maneçam estáveis, ao invés de deslizar encosta abaixo. Os frag- mentos maiores, que caem perto do cume, formam taludes mui- to inclinados, que, entretanto, são estáveis. As partículas mais finas são carregadas para posições mais afastadas da chaminé e formam taludes de baixo declive na base do cone. Assim se ori- ginaram os cones vulcânicos de formas clássicas, com verten- tes côncavas e uma chaminé no cume (ver Figura 6.9c). Vulcões compostos Quando um vulcão emite lava e piroclastos, formam-se derrames alternados desses materiais que dão origem a um vulcão composto com formas côncavas, ou estratovulcão. Exemplos de grandes vulcões compostos são o Fujiyama, no Ja- pão (ver Figura 6.9d), os montes Vesúvio e Etna, na Itália, e o Monte Rainier, no Estado de Washington, nos Estados Unidos. Crateras Uma depressão em forma de tigela, a cratera, é en- contrada no cume de muitos vulcões, sendo centrada na chami- né. Durante uma erupção, a lava ascendente transborda da crate- ra. Quando cessa a erupção, a lava remanescente na cratera es- corre para dentro da chaminé e solidifica-se. Quando da ocorrên- cia da próxima erupção, o material é literalmente estraçalhado para fora da cratera numa explosão piroclástica. Mais tarde, a cratera é parcialmente preenchida pelos detritos que caem de vol- ta. Como as paredes de uma cratera têm alta declividade, com o passar do tempo podem desabar ou ser erodidas. Desse modo, o diâmetro de uma cratera pode crescer até tomar-se muitas vezes maior que o da chaminé, e a profundidade pode chegar a cente- nas de metros. A cratera do Monte Etna, na Itália, atualmente tem mais de 300 m de diâmetro (ver Figura 6.ge), o que equivale ao comprimento de um campo de futebol. 12 Caldeiras Após uma erupção violenta, quando grandes vol~ mes de magma são descarregados de uma câmara magmática localizada a alguns quilômetros abaixo de uma chaminé vulcâ· nica, ela pode não mais ser capaz de sustentar seu teto. Emtai, casos, a estrutura vulcânica sobrejacente pode entrar em cola~ so de maneira catastrófica, formando uma caldeira, isto é, uma grande depressão em forma de bacia, com paredes íngreme, sendo muito maior que a cratera (ver Figura 6.9f). As caldeira são feições impressionantes, cujos diâmetros variam de pOUCOl até 50 km ou mais, equivalendo, grosso modo, à área metropo- litana de Nova York. A evolução de uma caldeira típica é mos trada na Figura 6.10. Após um período de centenas ou milhares de anos, novo> magmas, ao reentrarem numa câmara magmática colapsada,pe dem inflá-Ia novamente e, com isso, forçar o assoalho da calde. ra a formar um novo domo, gerando assim uma caldeira ressur· gente. O ciclo de erupção, colapso e ressurgência pode serrepe tido durante o tempo geológico. O colapso de uma grande caldei ra ressurgente é um dos fenômenos naturais mais destrutivosda Terra. A Caldeira de Yellowstone, em Wyoming (EUA), daqual ainda sobrevive uma relíquia, o gêiser Old Faithful, 13 ejetou,du· rante seus estágios eruptivos há cerca de 600 mil anos, aproxima damente 1.000 km'' de fragmentos piroclásticos, o que corres ponde a mais de mil vezes a quantidade de material ejetadodo Monte Santa Helena em 1980. Os depósitos de cinza caíramem grande parte do atual território dos Estados Unidos. Outros exemplos de caldeiras ressurgentes são a de Rabaul, em Papua Nova Guiné, e, nos Estados Unidos, as de Valles, no Novo Méxi co, a do Vale Comprido, situada 300 km a leste de San Francisco, na Califórnia, a do Kilauea (Havaf) e a caldeira inativa do Lago da Cratera.!" no Estado de Oregon. Hoje em dia, o monitoramento das turbulências nas caldei- ras é muito importante, devido ao seu alto potencial destrutivo. Felizmente, não há registros na História da ocorrência de colap- sos catastróficos de conseqüências globais, mas os geólogos es- tão desconfiados do aumento da freqüência de pequenos terre- motos nas caldeiras de Yellowstone e do Vale Comprido e de outras indicações de atividade nas câmaras magmáticas na crosta abaixo delas. Por exemplo, a infiltração de dióxido de carbono no solo, a partir do magma existente em porções mais profundas da crosta, vem matando árvores desde 1992 no Mon- te Mamooth, um vulcão na borda da caldeira do Vale Compri- do. Um guarda florestal quase foi asfixiado por dióxido de car- bono vulcânico que se infiltrou numa cabina localizada nos flancos do Monte Mamooth. Outras indicações de ressurgência da Caldeira do Vale Comprido são o soerguimento de mais deI metro, no centro da caldeira, nos últimos 20 anos, e a ocorrên- cia de pequenos terremotos quase contínuos. Mais de mil ocor- reram em um único dia em 1997. Explosões freáticas Quando o magma quente e carregado de gases encontra a água subterrânea ou a água do mar, as vastas quantidades de vapor superaquecido geralmente causam explo- sõesfreáticas, ou de gás (Figura 6.11). Uma das mais destruti- vas erupções vulcânicas da história, a do Krakatoa, na Indoné- sia, foi uma erupção freática. Diatremas Quando o material quente do interior da Terra es- capa de forma explosiva, a chaminé e o canal alimentador abai- xo dela freqüentemente são preenchidos por uma brecha, à me- dida que a erupção entra em declínio. A estrutura resultante é
  • 9. ESTÁGIO 1 O magma novo preenche uma câmara magmática e desencadeia uma erupção vulcânica de lavase de colunas de cinza incandescente. ESTÁGIO 2 Aerupçâo de lava e os derrames piroclásticos continuam e a câmara magmática fica parcialmente esvaziada. ESTÁGIO 3 Umacaldeira forma-se quando o cume da montanha entra em colapso, caindo na câmara vazia. Grandes derrames piroclásticos acompanham o colapso, cobrindo a caldeira e as áreas adjacentes por até centenas de quilômetros quadrados. 1 ESTÁGIO 4 Umlago forma-se na caldeira. À medida que o magma residual da câmara magmática resfria-se, continua uma atividade eruptiva reduzida, sob forma de fontes quentes e emissôes :::~~::a~fEjLgasosas. Um ~ pequeno cone ~ vulcânico forma-se na caldeira. Lago da Cratera r--_-,L~ Figura 6.10 Estágios da evolução da caldeira do Lago da Cratera. CAPíTULO 6 • Vulcanismo ~ um diatrema. O Monte Shiprock, 15 que lembra uma torre iso- lada na planície circundante, no Novo México (EUA), é um diatrema exposto pela erosão das rochas sedimentares que um dia ele atravessou. Para os passageiros de avião que cruzam a região, o Monte Shiprock parece um gigantesco arranha-céu negro no meio do deserto vermelho (Figura 6.12). O mecanismo de erupção que produz o diatrema foi recons- tituído a partir do registro geológico. Os tipos de minerais e de rochas encontrados em alguns diatremas somente poderiam ter sido formados em grandes profundidades - 100 km, mais ou menos, no manto superior. Os magmas carregados de gases for- çam seu caminho até a superfície, fraturando a litosfera e explo- dindo na atmosfera, onde ejetam gases e fragmentos sólidos da crosta e do manto, às vezes em velocidade supersônica. Tal erupção provavelmente se pareceria com os jatos exaustores de um gigantesco foguete colocado de cabeça para baixo no terre- no, expelindo gases e rochas para o ar. Talvez os diatremas mais exóticos sejam as chaminés 16 kim- berliticas, cujo nome provém das fabulosas minas de diamante de Kimberley, na África do Sul. O kimberlito é um tipo de pe- ridotito vulcânico - uma rocha formada principalmente de oli- vina. As chaminés kimberlíticas também contêm uma grande variedade de fragmentos mantélicos, incluindo diamantes, que são empurrados para dentro dos magmas quando estes explo- dem em direção à superfície. As pressões extremamente altas, necessárias para transformar o carbono no mineral diamante, somente podem ser encontradas em profundidades maiores que 1SO km. A partir de estudos detalhados de diamantes e de ou- tros fragmentos mantélicos encontrados em chaminés kimber- líticas, os geólogos conseguiram reconstruir secções do manto, como se tivessem retirado um testemunho de sondagem de uma profundidade de mais de 200 km. Esses estudos fornecem for- tes evidências para a teoria de que o manto superior é constituí- do basicamente de peridotito. Figura 6.11 Explosão freática do Nisino-Sima, um novo vulcão que emergiu do mar em 1973, depois de uma erupção submarina no Oceano Pacífico, a cerca de 900 km ao sul de Tóquio, Japão. [Departamento Hidrográfico, Agência de Segurança Marítima,Japão]
  • 10. 1 521 Para Entender a Terra o magma em rápida ascensão quebra e carrega fragmentos da crosta e do manto, à medida que explode em velocidade supersônica. Os magmas carregados de gases provenientes do manto forçam sua ascensão, fraturando a litosfera. o km ) Magmas carregados de gases .... : Erupções fissurais Imagine a lava basáltica fluindo para fora de uma fratura com dezenas de quilômetros de comprimento e derramando-se so- bre vastas áreas da superfície terrestre. Tais erupções fissurais ocorreram inúmeras vezes, nos últimos 4 bilhões de anos (Fi- gura 6.13), sendo exemplos geologicamente importantes desses processos as erupções fissurais que ocorrem nas dor- sais mesoceânicas. Na História da humanidade, tais erupções foram testemunhadas apenas uma vez, em 1783, na Islândia, onde se encontra um segmento exposto da Dorsal Mesoatlân- tica. Um quinto da população da Islândia morreu de fome, como resultado dessa erupção. Uma fissura de 32 km de comprimento abriu-se e derramou cerca de 12 km ' de basal- to (ver Figura 6.13), uma quantidade suficiente para cobrir toda a Ilha de Manhattan, em Nova York, até a metade da al- tura do famoso Edifício Empire State.!? As erupções vulcâni- cas continuam na Islândia, embora em menor escala que a ca- tástrofe de 1783. Após a erupção, o canal vulcãnico forma um diatrema, composto de magmas solidificados e fragmentos de rochas, chamados de brechas. Os sedimentos menos resistentes do cone e da superfície da crosta são erodidos, deixando expostos o núcleo do diatrema e os diques radiados que hoje vemos. Antigo /cone vulcânico Figura 6.12 A formação de um diatrema. O Monte Shiprock, com 515 m acima das planuras sedimentares do entorno, no Novo México, EUA, é um diatrema, ou uma chaminé vulcânica, que foi exposto por causa da erosão das rochas sedimentares menos resistentes que antigamente o circundavam. Note o dique vertical, um dos seis que se irradiam a partir da chaminé vulcânica central. [Jim Wark, Index Stock Imagery] Derrames basáIticos (planaltos basáIticos) O registro geoló- gico dos tempos pré-históricos contém muitas evidências de erupções basálticas a partir de grandes fissuras. Quando os ba- saltos irrompem nas fissuras, as lavas constituem uma planície ou acumulam-se como um planalto, em vez de se empilharem sob a forma de uma montanha vulcânica, como acontece quan- do extravasam de uma chaminé. Os derrames basálticos que construíram o Planalto Colúmbia, nos Estados Unidos (ver Pi- gura 6.2), soterraram uma área de 200.000 km2 da superfície do terreno preexistente. Certos derrames individuais tinham mais de 100 m de espessura e alguns eram tão fluidos que se espa- lharam por distâncias de mais de 60 km a partir de sua fonte. Desde então, uma paisagem inteiramente diferente, com novos vales fluviais, vem se desenvolvendo no topo da lava que soter- rou a antiga superfície. Encontram-se planaltos basálticos em todos os continentes. 18 Depósitos de fluxos de cinza Erupções fissurais de materiais piroc1ásticos produziram extensas camadas de tufos vulcânicos
  • 11. Figura6.13 Numa erupção fissural de basalto muito fluido, a lava rapidamente se derrama, afastando-se das fissuras e formando camadas extensas, em vez de acumular-se e formar uma montanha vulcânica. [Fonte: R. S. Fiske, U. S. Geological Survey] Cones endurecidosdenominados defiuxos de cinza (Figura 6.14). Até ondese sabe, a humanidade nunca presenciou nenhum desses eventosespetaculares. Os depósitos de cinza da Grande Ba- cia,19 em Nevada e outros estados adjacentes, nos Estados Uni- dos, que se formaram desse modo, cobrem uma área de 200.000km2 e sua espessura chega a 2.500 m em alguns locais. O Parque Nacional de Yellowstone, no Estado de Wyoming, foi cobertopor alguns derrames de cinza, que soterraram uma su- cessãode florestas. Outros fenômenos vulcânicos Lahar Um dos mais perigosos fenômenos vulcânicos é o flu- xotorrencial de lama e detritos chamado de lahar.ê? Esses flu- xospodem ocorrer quando um derrame piroclástico encontra umrio ou um banco de neve; ou quando a parede de um lago de craterase quebra, liberando a água de repente; ou quando um derramede lava derrete o gelo glacial; ou, ainda, quando fortes chuvastransformam depósitos de cinza recentes em lama. Uma camadaextensa de detritos vulcânicos na Serra Nevada da Ca- Iifórnia(EUA) contém 8.000 krn' de material depositado por lahar,o que seria suficiente para cobrir o Estado de Delaware?! comum depósito com mais de J km de espessura. Verificou-se que os lahares são capazes de carregar grandes matacões por dezenas de quilômetros. Quando houve a erupção do Nevado deiRuiz, nos Andes colombianos, em 1985, os lahares desen- CAPíTULO 6. Vulcanismo 1153 vulcânicos na fissura de Laki (Islândia), que se abriu em 1783, tendo despejado o maior derrame terrestre de lava registrado na História. [Tony Waltham] cadeados pelo derretimento do gelo glacial perto do cimo pro- jetaram-se encosta abaixo e soterraram a cidade de Armero, a 50 km de distância, matando mais de 25 mil pessoas. Colapso de flancos Um vulcão é construído de milhares de depósitos de lava, de cinza ou de ambos, formando estruturas Figura 6.14 Tufo soldado de um depósito de derrame de cinza na Grande Bacia do norte de Nevada, EUA. [John Grotzinger]
  • 12. 1541 Para Entender a Terra pouco estáveis. Suas laterais podem tornar-se inclinadas de- mais e, então, quebrar-se ou deslizar. Nos últimos anos, os vul- canólogos descobriram muitos exemplos pré-históricos de fa- lhas estruturais catastróficas nas quais grandes pedaços de vul- cões se romperam, talvez por efeito de um terremoto, e desce- ram encosta abaixo como um deslizamento de terra maciço e destrutivo. Em escala mundial, tais colapsos de flancos ocor- rem numa média de cerca de quatro vezes em cada século. Os maiores prejuízos na erupção de 1980 do Monte Santa Helena (EUA) foram causados pelo colapso de um flanco (ver fotogra- fia na Reportagem 6.1 do Plano de Ação para a Terra). Levantamentos realizados no assoalho oceânico do Havaí revelaram muitos deslizamentos de terra gigantes nos flancos submarinos da cordilheira havaiana. É provável que, ao ocorre- rem, esses gigantescos movimentos tenham provocado enor- mes tsunâmis'? (ondas marinhas). Na verdade, sedimentos ma- rinhos coralígenos foram encontrados numa das ilhas havaia- nas, a cerca de 300 m acima do nível do mar. Esses sedimentos foram provavelmente depositados por tsunâmis gigantes provo- cados pelo colapso de um flanco, em tempos pré-históricos. O flanco sul do vulcão Kilauea está avançando em direção ao mar a uma velocidade de 250 mm/ano, o que é muito rápido, em termos geológicos. Esse avanço tornou-se mais preocupan- te, entretanto, quando foi repentinamente acelerado por um fa- tor da ordem de várias centenas em 8 de novembro de 2000, provavelmente desencadeado por fortes chuvas alguns dias an- tes. Uma rede de sensores de movimentação detectou um au- mento sinistro da velocidade, que alcançou cerca de 50 rnm/dia, durante 36 horas, tendo, posteriormente, voltado ao normal. Algum dia, talvez daqui a milhões de anos, ou mesmo antes, o flanco provavelmente vá se quebrar e deslizar para o oceano. Esse evento catastrófico provocaria um tsunâmi que poderia se tornar desastroso para o Havaí, para a Califórnia e para outras áreas litorâneas da orla do Oceano Pacífico. Gases vulcânicos A natureza e a origem dos gases vulcânicos são de considerável interesse e importância. Pensa-se que, no decorrer do tempo geológico, esses gases tenham formado os oceanos e a atmosfera e que possam afetar até mesmo o clima atual. Os gases dos vulcões têm sido coletados por corajosos vulcanólogos e analisados para que a sua composição seja de- terminada (Figura 6.15). O vapor d' água é o principal consti- tuinte do gás vulcânico (70-95%), seguido pelo dióxido de car- bono, pelo dióxido de enxofre e por traços de nitrogênio, hidro- gênio, monóxido de carbono, enxofre e cloro. As erupções po- dem liberar enormes quantidades desses gases. Uma parte dos gases vulcânicos pode ser proveniente de grandes profundida- des da Terra, chegando à superfície pela primeira vez. Outra parte pode ser água subterrânea e água do mar, gases atmosfé- ricos reciclados ou gases que tenham sido aprisionados em ro- chas geradas em épocas passadas. Interações entre os geossistemas: vulcanismo e mudanças climáticas As relações entre as erupções vulcânicas e as mu- danças do tempo e do clima fornecem bons exemplos de intera- ções do sistema Terra. Por exemplo, a erupção de 1982 do El Chichón, no Sul do México, e a do Monte Pinatubo injetaram gases sulfurosos na atmosfera até 10 km acima da superfície. Por meio de várias reações químicas, os gases formaram um ae- Figura 6.15 A vulcanóloga Katia Krafft com um traje à provade calor, examinando um derrame de lava do vulcão Kilauea, no Havaí. [Maurice Krafft/Photo Researchers] rossol (uma fina névoa em suspensão no ar) que representava dezenas de milhares de toneladas de ácido sulfúrico. Esseae· rossol bloqueou a radiação solar, impedindo que uma partede· Ia chegasse à superfície, e, dessa forma, rebaixou as temperatu· ras globais durante um ou dois anos. A erupção do Monte Pina tubo, uma das maiores erupções explosivas do último século, causou um esfriamento global de pelo menos 0,5°C em 1992. As emissões de cloro do Pinatubo também apressaram a perda de ozônio na atmosfera, o escudo que protege a biosfera dara diação ultravioleta do Sol. Os detritos jogados na atmosfera du· rante a erupção de 1815 do Monte Tambora, na lndonésia, cau- saram resfriamento ainda maior. No ano seguinte, em 1816, ° Hemisfério Norte passou por um verão muito frio, inclusive com nevadas. A queda na temperatura e a precipitação de cinza causaram ampla quebra nas safras. Como resultado, mais de90 mil pessoas pereceram naquele "ano sem verão". Esse terrível ano inspirou o triste poema "Escuridão", de Byron: Eu tive um sonho, que não foi apenas um sonho. O sol brilhante se extinguiu e as estrelas Perambulavam escurecidas no espaço eterno, Sem raios e sem rumo; e a Terra gelada Orbitava cega e obscurecida no ar sem Lua; As manhãs chegaram e se foram - e chegaram sem trazer o dia. E os homens esqueceram suas paixões no pavor dessa desolação que se Ihes abateu; e todos os corações Gelaram numa prece egoísta por luz.23 Um exemplo surpreendente da interação dos geossistemas é o do inter-relacionamento entre o clima e o vulcanismo. Como acabamos de ver, os vulcões podem afetar o clima, mas parece
  • 13. Figura6.16 A fumarola do vulcão Merapi, na Indonésia, forma depósitos de incrustação sulfurosos. [Roger Ressmeyer/Corbis] queo clima também pode afetar os vulcões. Recentemente, fo- ramencontradas evidências estatísticas de que fortes chuvas podemprovocar o colapso de domos vulcânicos, que é um dos maisperigosos tipos de erupções vulcânicas, pois pode provo- carderrames piroclásticos (ver Figura 6.8). Foi relatado que vá- riaserupções vulcânicas na ilha de Montserrat ocorreram após forteschuvas. Essa amostragem é pouco significativa para sus- tentaruma hipótese. Entretanto, outros cientistas encontraram conexõesestatísticas entre as estações do ano com fortes chu- vase as erupções dos montes Etna e Santa Helena. Um especia- listado U.S. Geological Survey acredita que, se a chuva fosse levadaem consideração, a previsão de algumas erupções pode- riaser aperfeiçoada. Entretanto, o mecanismo que conecta a . chuvaàs erupções ainda não é claro. Especula-se que a infiltra- çãode chuva nas profundezas, até o magma quente, poderia formarvapor superaquecido e causar uma explosão, seguida de umcolapso. Ou, talvez, o peso da precipitação sazonal acumu- ladapossa causar um colapso. Atividades hidrotermais A atividade vulcânica não pára quandoa lava ou os materiais piroclásticos deixam de fluir. Du- rantedécadas ou, às vezes, por centenas de anos após as gran- deserupções, os vulcões continuam a emitir fumaça e vapor pormeio de pequenos condutos, chamados defumaralas. Essas emanaçõescontêm materiais dissolvidos que se precipitam nas superfíciesadjacentes à medida que o vapor se condensa e eva- poranovamente, formando vários tipos de depósitos de incrus- tação(tais como os travertinos), inclusive alguns com minerais valiosos(Figura 6.16). As fumarolas são manifestações superficiais da atividade hidrotermal, que é a circulação de água através de magmas e rochasvulcânicas quentes. A interação da hidrosfera e da litos- feraterrestre é um processo importante em muitos geossiste- masvulcânicos. A água subterrânea circulante, ao alcançar os magmasprofundos, que retêm o calor por centenas ou milhares CAPíTULO 6 • Vulcanismo 11 55 de anos, aquece-se e retoma para a superfície sob a forma de fontes quentes ou de gêiseres. Um gêiser é uma fonte de água quente que jorra de forma intermitente com grande força, fre- qüentemente acompanhada por um rugido trovejante (Figura 6.17). O gêiser mais conhecido dos Estados Unidos, o Old Faithful, no Parque Nacional de Yellowstone, irrompe em inter- valos de aproximadamente 65 minutos, formando um jato de água quente que se eleva até 60 m de altura acima da superfície. O vapor e a água quente formados pela atividade hidroter- mal podem ser canalizados para gerar energia geotérmica. As atividades hidrotermais são também responsáveis pela deposi- ção de minerais incomuns, particularmente de metais, forman- do corpos de minérios com grande valor econômico (ver Capí- tulo 22). Como veremos, as interações hidrotermais são espe- cialmente intensas nos centros de expansão das dorsais rneso- ceânicas, onde enormes volumes de água e de magma entram em contato. o SISTEMA TERRA Figura 6.17 O gêiser Old Faithful, no Parque Nacional de Yellowstone (EUA), que irrompe até uma altura de 60 rn, a intervalos de 65 minutos. [Simon Fraser/SPL/Photo Researchers]
  • 14. 1 561 Para Entender a Terra 6.1 Monitorando vulcões Kilauea: seguindo o caminho do magma Qimenso vulcão-escudo Mauna l.oa, que tem um vulcão menor, o Kilauea, localizado na sua vertente oriental, constitui a metade sul da ilha do Havaí. Como a U. S. Geolo- gical Survey opera um observatório de vulcanologia na borda da caldeira do Kilauea, esse vulcão ativo talvez seja, atualmen- te, o mais bem estudado do mundo. Uma moderna rede de instrumentos e instalações de la- boratórios é utilizada para seguir os movimentos do magma no interior do vulcão e as mudanças químicas das erupções de lavas e gases. Os sismógrafos, que medem vibrações den- tro da Terra, detectam e localizam os pequenos terremotos que geralmente estão relacionados com os movimentos do magma. Os sismógrafos podem localizar terremotos em pro- fundidades de até 55 km abaixo do Kilauea. Tais terremotos geralmente marcam a entrada de magma em canais que vêm da astenosfera, passam pela litosfera e chegam até a superfí- cie terrestre. A migração ascendente do magma pode ser se- guida durante meses, pois as perturbações sísmicas ocorrem progressivamente mais próximas da superfície à medida que o magma ascende. Os clinômetros, que medem a inclinação do terreno, indicam o momento em que o vulcão começa a inchar, à medida que o magma preenche uma cãmara magmá- tica não muito abaixo do cume. O primeiro sinal de que uma emissão de lava está iminen- te é uma série de milhares de pequenos terremotos, que in- dicam que o magma está afastando as rochas, para forçar a sua ascensão até a superfície. Freqüentemente, os geólogos sabem onde vai ocorrer a erupção a partir da localização dos terremotos e das mudanças no seu padrão. Em janeiro de 1960, por exemplo, os cientistas da U. S. Geological Survey detectaram uma série de terremotos nas proximidades da vi· Ia de Kapoho, no flanco do Kilauea. Como esperado, uma erupção começou, mas sem causar vítimas, pois a vila tinha sido evacuada. Uma nova paisagem foi criada pela lava que escorreu para o mar. Muralhas com seis metros de altura fo- ram construídas, em uma vã tentativa de desviar a lava e sal· var uma comunidade litorânea. Quando tudo terminou, os clinômetros mostraram que o vulcão havia desinflado, signi- ficando que a câmara magmática abaixo dele havia sido dre- nada durante a erupção de Kapoho. O ciclo repete-se em períodos de alguns anos. Monte Santa Helena: perigoso, mas previsível Na parte contígua dos Estados Unidos, o Monte Santa Helena é o vulcão mais ativo e explosivo. Ele tem uma história bem do- cumentada de 4.500 anos de eventos destrutivos como der- rames de lavas e rochas piroclásticas quentes, lahares e preci- pitação de cinza. Após 123 anos de inatividade, a partir de 20 de março de 1980 passou a ocorrer uma série de terremotos pequenos e moderados sob o vulcão, assinalando o começo de uma nova fase eruptiva. Esses terremotos fizeram com que a U. S. Geological Survey emitisse formalmente um alerta de desastre. Após uma semana, a primeira emissão de cinza e de vapor irrompeu numa cratera recém-aberta bem no cume. Em abril, os tremores sísmicos aumentaram, indicando que havia magma movendo-se abaixo do cume, e foi verificado o apare- cimento de uma sinistra inchação da encosta nordeste. A U.S. Geological Survey emitiu um alerta mais vigoroso e ordenou a Destruição de uma propriedade engolfada por um derrame de lava na erupção de 1990 do vulcão Kilauea, Havaí, Estados Unidos. [James Cachero/Corbis]
  • 15. CAPíTULO 6 • Vulcanismo 11 57 evacuação das redondezas. Em 18 de maio, o clímax da erup- ção começou subitamente. Um forte terremoto desencadeou, aparentemente, o colapso do lado norte da montanha, liberan- do um enorme deslizamento de terra, o maior já registrado no mundo. À medida que o gigantesco fluxo de detritos despen- cava montanha abaixo, gás e vapor sob alta pressão eram libe- rados em uma grande explosão lateral que acabou com a en- costa norte da montanha. O geólogo David A. Johnston, da U. S. Geological Survey, estava monitorando o vulcão a partir de seu posto de observação, localizado 8 km ao norte. Ele deve ter visto a onda explosiva avançando, antes de enviar por rádio sua última mensagem: "Vancouver; Vancouver; é isso aíl". Um ja- to direcionado para o norte, composto de cinza superaqueci- da (500°C), gás, cinza e vapor, saiu como um estrondo para fora da brecha aberta com a força de um furacão, devastando uma zona de 30 km de largura que se estendeu até 20 km de distância do vulcão. Uma erupção vertical jogou uma pluma de cinza para o céu até a altitude de 25 krn, o dobro da altitude de vôo dos jatos comerciais. A nuvem de cinza moveu-se para leste e nordeste, seguindo os ventos predominantes, causan- do escuridão em pleno meio-dia, numa área distante 250 km para leste, e depositou uma camada de cinzas de 10 em de es- pessura em grande parte do Estado de Washington, na região norte de ldaho, e no oeste de Montana. A energia liberada na explosão foi equivalente a cerca de 25 milhôes de toneladas de TNT. O topo do vulcão foi destruido, a sua altura foi redu- zida em 400 m e sua vertente norte desapareceu. De fato, a montanha foi "cavoucada". A devastação local foi espetacular. Numa zona interna da explosão, com raio de 10 km a partir do vulcão, a floresta densa foi retirada e soterrada por vários metros de detritos piroclásticos. Para além dessa zona até 20 km de distância, as árvores tiveram seus galhos arrancados e foram movidas e quebradas pela ação do vento como se fossem palitos de fósforo, alinhando-se deitadas sobre o solo radialmente a partir do vulcão. A uma distância de 26 krn, a explosão quente foi tão intensa que capotou um caminhão e derreteu suas partes plásticas. Alguns pescadores sofreram queima- duras graves e só sobreviveram por terem se jogado num rio. Mais de 60 pessoas morreram por causa da explosão ou de seus efeitos. Um lahar formou-se quando o deslizamento de terra e de detritos piroclásticos, fluidizados pela água sub- terrânea, pela neve derretida e pelo gelo glacial, fluiu por 28 km pelo vale do Rio Toutle. O vale foi preenchido por uma camada de detritos com 60 m de espessura. Além dessa pi- lha de detritos, a água carregada de lama fluiu para o Rio Columbia, onde os sedimentos obstruíram o canal de nave- gação e encalharam vários navios em Portland. Esse episó- dio de erupção do Monte Santa Helena poderá continuar, devendo prolongar-se por 20 anos ou mais antes de chegar a um fim. Embora grande parte da área devastada ainda es- teja desolada, após uma década, quase 20% da superfície O Monte Santa Helena antes e depois da erupção cataclísmica de maio de 1980. [Antes: Emil Muench/Photo Researchers. Em erupção: U. S. Geological Survey. Depois: David Weintraub/Photo Researches 1 mostraram evidência de recolonização dos vegetais: espé- cies nativas de gramíneas, leguminosas e pequenas árvores começaram a se instalar.
  • 16. 1 581 Para Entender a Terra i'f"rjrr;}Xm'adrãoglobal do vulcanismo Antes do advento da teoria da tectônica de placas, os geólogos constataram a existência de uma concentração de vulcões ao longo da orla do Oceano Pacífico e apelidaram-na de Cinturão de Fogo. A explicação do Cinturão de Fogo em termos da sub- ducção de placas foi um dos grandes sucessos da nova teoria. Já examinamos como as composições das lavas variam de acordo com o ambiente tectônico (ver Figura 5.11). Nesta seção, mos- traremos como a tectônica de placas pode explicar todas as principais características do padrão global do vulcanismo. A Figura 6.18 mostra a localização dos vulcões ativos no mundo, sejam eles terrestres ou marinhos, que se encontram acima do nível do mar. Cerca de 80% estão em limites conver- gentes de placas, 15% em limites divergentes e os poucos res- tantes, no interior das placas. Entretanto, existem muito mais vulcões ativos que aqueles representados na figura. A maior parte da lava que irrompe na superfície terrestre é proveniente de erupções submarinas, localizadas nos centros de expansão das dorsais mesoceânicas. Produção de basalto nos centros de expansão A cada ano, cerca de 3 km" de lava basáltica irrompem nas dor- sais mesoceânicas, no processo de expansão do assoalho oceâ- nico, o que é um enorme volume. Para fins de comparação, to- dos os vulcões ativos (cerca de 400) nos limites convergentes de placas geram anualmente um volume de rochas vulcânicas que não chega a 1 km'. Durante os últimos 200 milhões de Figura 6.18 Os vulcões ativos cujas chaminés localizam-se em terra ou acima do nível do mar (pontos vermelhos). Cerca de 80'10 encontram-se em limites de placas convergentes, 15% em locais anos, a erupção de magmas nos centros de expansão foisufi· ciente para criar todo o atual fundo oceânico, que cobrecerCô de dois terços da superfície terrestre. Essa "fábrica", onder crosta oceânica é criada, tem dimensões da ordem de pOUCO quilômetros de largura e de profundidade, estendendo-sedf forma intermitente ao longo de milhares de quilômetros dador· sal mesoceânica (Figura 6.19). Os magmas e as rochas vulcâ- nicas são formados por meio da fusão do manto peridotítico causada por descompressão, conforme discutido no Capítuloi (ver Figura 5.13). Atividade hidrotermal nos centros de expansão As fissuras distensionais na crista da dorsal mesoceânica permi· tem que a água do mar circule pela crosta oceânica recém-fc mada. O calor das rochas vulcânicas quentes e dos magmasque estão nas profundezas propulsiona um vigoroso processo con· vectivo. Ele puxa a água fria do mar para o interior da crosta,on· de ela se aquece em contato com o magma, e, depois, expelei água quente para o oceano sobrejacente (ver Figura 5.l5). Considerando que são comuns as ocorrências de foms quentes e gêiseres em geossistemas vulcânicos terrestres,ai evidências de atividade hidrotermal intensa em centros deex· pansão (que geralmente estão submersos pela água) não deve· ria causar surpresa. Entretanto, os geólogos ficaram impressio nados quando descobriram a intensidade da convecção e ai conseqüências químicas e biológicas que ocorrem na Terrapor sua causa. As manifestações mais espetaculares desse processo Placa ,AntárJ;ica onde as placas se afastam uma da outra e o restante, em pontos quentes intraplacas. Neste mapa não estão representados os inúmeros vulcões axiais da dorsal mesoceânica.
  • 17. Emlimites convergentes do tipo oceano-oceano, os magmas originados de fusões parciais do manto formam arcos de ilhas vulcânicos com erupçâo de lavaspredominantemente basálticas. Vulcão ativo acima de ponto quente -.•..•.-~D I ., "~ orsa mesoceamca ,'o(' A Aseparação das placas na dorsal mesoceânica e a retirada de magmas de uma ampla região da astenosfera geram vulcanismo basáltico e uma nova crosta e litosfera oceânicas. A movimentação das placas sobre os pontos quentes origina as cadeias de ilhas vulcânicas basálticas intraplacas. CAPíTULO 6. Vulcanismo 1159 Os magmas formados em limite convergente do tipo oceano- continente são misturas de basaltos do manto, da crosta continental félsica refundida e dos materiais do topo da placa em subducção que foram fundidos. Esses magmas formam vulcões que emitem lavas andesíticas. Cinturão vulcãnico continental ___----'A~--~ Vulcão extinto Pluma do manto Crosta continental Manto litosférico continental Figura 6.19 O padrão global do vulcanisrno pode ser explicado pela tectânica de placas. (A) A separação entre as placasem uma dorsal mesoceânica e a retirada de magmas de amplas regiões da astenosfera geram vulcanismo basáltico e novas crosta e litosfera oceânicas. (B) Em limites do tipo convergentes oceano-oceano, os magmas originados da fusão parcial do manto formam arcos de ilhas vulcânicos com erupção de lavas predominantemente basálticas. (C) Os magmas formados em convergência do tipo oceano-continente são misturas de basaltos do manto,da crosta continental félsica refundida e de materiais do topo da placa em subducçâo que foram fundidos. Essesmagmas formam vulcões que extravasam lavas andesíticas. (D) A movimentação das placas sobre os pontos quentes gera cadeias de ilhas vulcânicas basálticas intraplacas. A Islândia (não representada na figura) está sobre um ponto quente localizado numa dorsal mesoceânica. foramprimeiramente encontradas no Oceano Pacífico Oriental em 1977. Lá, observaram-se plumas de água quente, saturada deelementos químicos, com temperaturas chegando a 350°C, jorrandocomo "chaminés pretas'?" por condutos hidrotermais nacrista da cadeia mesoceânica, onde o volume de fluido cir- culanteé muito alto. Os geólogos marinhos estimaram que um volumede fluido equivalente a toda a água dos oceanos circule pelasfraturas e condutos dos centros de expansão a cada 10 mi- lhõesde anos. Os cientistas também perceberam que as interações hidros- fera-litosfera,em centros de expansão, afetam profundamente a geologia,a química e a biologia dos oceanos. • Acriação de nova litosfera responde por quase 60% da energia quefluido interior da Terra. A água do mar em circulação resfria anovalitosfera com muita eficiência e, dessa forma, desempenha umpapel importante no processo pelo qual o calor interno da Terraé transferido para fora. • A atividade hidrotermal lixivia metais e outros elementos da nova crosta, introduzindo-os nos oceanos. A quantidade desses elementos é tão alta que influencia tanto as características quími- cas da água do mar quanto os componentes minerais levados por todos os rios do mundo para os oceanos. • Os minerais metálicos precipitam-se a partir da água do mar circulante, formando minérios de zinco, cobre e ferro nas partes mais rasas da crosta oceânica. O minério forma-se quando a água do mar infiltra-se nas rochas vulcânicas porosas, aquece-se e li- xivia esses elementos das lavas, dos diques, dos gabros e, talvez, mesmo do magma parcialmente cristalizado que está mais abai- xo. Quando essa água quente, enriquecida em minerais dissolvi- dos, ascende e entra de novo no oceano frio, precipitam-se os mi- nerais que vão formar os minérios (ver Figura 17.7). A energia hidrotermal e os nutrientes da água do mar circu- lante alimentam colônias incomuns de estranhos organismos cuja energia vem do interior da Terra e não da luz do Sol. Os
  • 18. 160 IPara Entender a Terra complexos ecossistemas dos centros de expansão têm micror- ganismos que fornecem o alimento para as conchas gigantes e para os poliquetas com vários metros de comprimento. Esses ti- pos particulares de microrganismos também povoam fontes ter- mais com temperaturas acima do ponto de ebulição da água. A ocorrência de microrganismos tão primitivos, que não reque- rem luz do Sol e que podem sobreviver nesses ambientes de al- ta energia e de grande variedade química, levou alguns cientis- tas a acreditar que as raízes da "árvore da vida" na Terra tenham começado nos centros de expansão. Vulcanismo em zonas de subducção Uma das feições mais impressionantes das zonas de subducção é a cadeia de vulcões paralela ao limite convergente. Essa ca- deia de vulcões posiciona-se sempre na placa que está acima da porção mergulhante da litosfera oceânica, independentemente da sua constituição, que pode ser tanto oceânica como continen- tal (ver Figura 6.19). Os arcos das ilhas Aleutas e Marianas são típicas cadeias vulcânicas que se formam por convergência oceano-oceano. Os vulcões da Cordilheira dos Andes marcam o limite convergente onde a Placa de Nazca desliza sob a porção continental da Placa Sul-Americana. Mais ao norte, a subduc- ção da pequena Placa de Juan de Fuca no lado oeste da Placa Norte-Americana origina vulcões como o Rainier e o Santa He- lena, situados na Cordilheira Cascade, que se estende desde o norte da Califórnia (EUA) até a Colúmbia Britânica (Canadá). Os magmas que alimentam os vulcões de zonas de subduc- ção formam-se por meio de fusão induzida por fluidos (ver Ca- pítulo 5) e mostram maior variedade composicional que os ba- saltos formados nas dorsais rnesoceânicas. A composição des- sas lavas varia de máfica a félsica - isto é, de basaltos a andesi- tos e a riolitos. Os vulcões localizam-se acima das partes mais profundas da porção mergulhante da placa oceânica, onde a fu- são acontece, e ejetam lavas e material piroclástico de compo- sição basáltica, andesítica e riolítica, formando uma grande va- riedade de rochas vulcânicas. Esses vulcões e as rochas vulcâ- nicas que eles expelem formam, também, as ilhas dos arcos vulcânicos oceânicos, como as Aleutas, no Alasca. Quando a subducção ocorre num continente, a grande quan- tidade de vulcões e rochas vulcânicas existentes se coalesce para formar um arco de montanhas continental. A subducção de uma placa oceânica gerou um arco desse tipo - a Cordilheira Cascade, no Norte da Califórnia, e nos estados de Oregon e Washington, nos Estados Unidos, onde podem ser encontrados vulcões ativos (ver Figura 5.11), como o Monte Santa Helena. Entre o arco de ilhas e a fossa submarina profunda, numa dis- tância de cerca de 200 km em direção ao oceano, há uma área chamada de antearco (ver Figura 5.15). Nessa área, há uma ba- cia de antearco, que é uma zona deprimida, preenchida por se- dimentos derivados do arco, e uma cunha acrescional.P forma- da pela pilha de sedimentos e da crosta oceânica que é raspada da porção mergulhante da placa. As ilhas japonesas são um exemplo excelente do complexo arranjo de rochas intrusivas e extrusivas que se desenvolveu ao longo de muitos milhões de anos numa zona de subducção. Nesse pequeno país, encontram-se todos os tipos de rochas ex- trusivas de diversas idades, misturadas com intrusivas máficas e intermediárias, rochas vulcânicas metamorfizadas e rochas sedimentares formadas a partir da erosão de rochas ígneas. A erosão de todo esse conjunto de rochas contribuiu para formar as singulares paisagens retratadas em tantas pinturas japoness clássicas e modernas. Em todos esses casos, as rochas ígneas revelam as prind pais forças que modelam a Terra e a interação do sistema docli· ma com o sistema da tectônica de placas O contexto de cada placa tectônica produz seu próprio padrão de rochas ígneas:0 derrames de lavas e de piroclásticas irrompem dos vulcões;c batólitos, os diques e as soleiras intrudem-se nas profundezs e uma grande variedade de rochas que se originam de magms de distintas composições segue seu próprio caminho de dife renciação. Vulcanismo intraplaca: a hipótese da pluma mantélica Como acabamos de discutir, os limites das placas terrestressào locais de intenso vulcanismo. Nesses locais, onde as placassào primeiro criadas e depois destruídas, são produzidos líquidos magmáticos em resposta direta às forças e ao calor das placas tectônicas, que se originam no interior da Terra. Entretanto, co- mo veremos mais adiante, há ainda um outro tipo de vulcanis mo, que ocorre no interior das placas litosféricas terrestres.A Figura 6.18 mostra a distribuição do vulcanismo intraplaca- isto é, dos vulcões que estão longe dos limites de placas. Pontos quentes e plumas do manto A fusão por descompres são explica o vulcanismo nos centros de dispersão e a fusãoin· duzida por fluidos esclarece o vulcanismo que ocorre acimadas zonas de subducção. Mas qual é o mecanismo que produzo vulcanismo intraplaca? Considere as ilhas havaianas, no meio da Placa Pacífica (Figura 6.18). Essa cadeia de ilhas começa com os vulcões ativos da Ilha Grande do Havaí e continua para noroeste como um cordão de montanhas e de cadeias vulcâni cas submersas, progressivamente mais antigas, extintas e erodi das. Em contraste com as dorsais mesoceânicas, que são sismi camente ativas, a cadeia havaiana não é marcada pela freqüên cia de grandes terremotos (exceto próximo ao centro vulcâni co), constituindo essencialmente uma cadeia assismica (istoé, sem terremotos). Pontos quentes vulcanicamente ativos noiní cio de cadeias assísmicas progressivamente mais antigas po dem ser encontrados em outros locais do Pacífico e em outras grandes bacias oceânicas. Os vulcões ativos do Taiti, no extre- mo sudeste das Ilhas Sociedade, e as Ilhas Galápagos, no limi- te norte da cadeia assísmica de Nazca, são dois exemplos. Quando o padrão geral de movimentos das placas foi defi- nido, os geólogos puderam demonstrar que essas cadeias assís micas pareciam-se com os alinhamentos de vulcões que se for- mam nas placas. Tais alinhamentos originam-se quando as pla- cas se movimentam sobre os pontos quentes que se encontram em posições fixas, como se fossem tochas ancoradas no manto terrestre (Figura 6.20). Com base nessas evidências, foi formu- lada a hipótese de que os pontos quentes eram manifestações vulcânicas de material sólido quente, que ascende em jatos es- treitos e cilíndricos de locais profundos do manto (talvez doli- mite núcleo-manto), chamados de plumas do manto. Quando os peridotitos trazidos em uma pluma do manto chegam a re- giões menos profundas, onde as pressões são mais baixas, eles começam a fundir-se, produzindo magma basáltico. O magma penetra na litosfera e pode irromper na superfície. A posição que a placa está ocupando sobre o ponto quente é marcada por um vulcão ativo, que se torna inativo à medida que a placa se
  • 19. (a) CAPíTULO 6 • Vulcanismo ~ A Placa Pacífica moveu-se para oeste, sobre o ponto quente do Havaí, ... ... resultando na formação da cadeia de ilhas vulcãnicas e montes submarinos. As idades das montanhas são consistentes com os movimentos da placa de cerca de 100 mm/ano ... Direção do movimento da placa Montana 64,7Ma -, . 56,2 55,4 55,2 48,1 39,9~ 43,4/1 42,4 SO'N 40"N Direção do movimento da placa 30'N " .. Nihau5,5::::;. KilaueaO/ Ponto quente do Havaí 20'N ... e uma mudança abrupta de dire- ção foi datada em cerca de 43 Ma. As caldeiras do alinhamento de Yellowstone foram datadas em 16 milhões de anos. Figura6.20 O movimento da placa gera um alinhamento de vulcões progressivamente mais antigos. (a) A cadeia devulcões das ilhas havaianas e seu prolongamento em direção ao noroeste do Pacífico mostram a tendência de os vulcõesserem progressivamente mais antigos em direção ao noroeste. (b) O alinhamento de vulcões de Yellowstonemarca o movimento da Placa Norte-Americana sobre um ponto quente durante os últimos 16 milhões deanos. [Universidade Jesuíta de Wheeling26 /NASA Sala de aulas do futuro] afastado ponto quente. Assim, o movimento da placa origina umalinhamento de vulcões extintos e progressivamente mais antigos.Como é mostrado na Figura 6.20, as ilhas havaianas ajustam-semuito bem a esse padrão, sendo possível determinar quea velocidade com que a Placa do Pacífico se movimenta so- breo ponto quente do Havaí é de cerca de 100 mm/ano. Alguns aspectos do vulcanismo intraplaca nos continentes foramtambém explicados com a utilização da hipótese das plu- masdo manto Yellowstone é um exemplo. Como já descreve- mosanteriormente neste capítulo, a Caldeira de Yellowstone, nonordeste do Estado de Wyoming, Estados Unidos, que tem somente600 mil anos de idade, ainda está vulcanicamente ati- va,com gêiseres, fontes de água em ebulição, soerguimento e terremotos. Ela é o membro mais jovem de um alinhamento de umaseqüência de caldeiras cada vez mais antigas, agora extin- tas,que supostamente marcam o movimento da Placa Norte- Americana sobre o ponto quente de Yellowstone (ver Figura 6.20). O membro mais antigo desse alinhamento, que é uma área vulcânica no Estado de Oregon, sofreu erupção há cerca de 16 milhões de anos. Se o ponto quente de Yellowstone for ver- dadeiramente fixo, um simples cálculo indica que a Placa Nor- te-Americana moveu-se sobre ele a uma taxa de cerca de 25 mm/ano durante os últimos 16 milhões de anos. Levando em consideração os movimentos relativos das placas Pacífica e Norte-Americana, essa velocidade e essa direção são consisten- tes com os movimentos das placas inferidos a partir do Havaí. Partindo do princípio de que os pontos quentes são ancora- dos por plumas que ascendem desde regiões profundas do man- to, os geólogos podem usar a distribuição mundial dos alinha- mentos de rochas vulcânicas para calcular quanto o sistema global das placas está se movendo em relação às partes profun- das do manto. Os resultados são algumas vezes chamados de
  • 20. 1 621 Para Entender a Terra "movimentos absolutos das placas tectônicas", para distingui- los dos movimentos relativos entre as placas (ver Figura 2.5). Os movimentos absolutos das placas, derivados do estudo das rochas vulcânicas, em alinhamentos devidos a pontos quentes ajudaram os geólogos a entender quais forças estão movendo as placas (ver Capítulo 2, páginas 68 e 69). As placas cujos limi- tes entram em subducção ao longo de grandes extensões mo- vem-se rapidamente em relação aos pontos quentes. É o caso das placas Pacífica, de Nazca, de Cocos e Indo-Australiana. Enquanto isso, placas cuja subducção acontece em áreas restri- tas, como as placas Euro-Asiática e Africana, movem-se lenta- mente. Essa observação dá sustentação à hipótese de que o im- pulso gravitacional provocado pelo mergulho das placas densas é importante para movimentá-Ias. Se assumirmos que os pontos quentes estejam realmente an- corados no manto, então os alinhamentos de pontos quentes po- dem ser usados para reconstruir a história dos movimentos das placas em relação ao manto, da mesma forma que as isócronas magnéticas permitem a reconstrução dos movimentos relativos das placas. Como vimos, essa idéia funciona razoavelmente bem para os movimentos recentes das placas. Quando se trata de pe- ríodos mais longos, entretanto, vários problemas surgem. Por exemplo, de acordo com a hipótese de que os pontos quentes são fixos, a curvatura abrupta da cadeia assísmica do Havaí (no local em que ela passa a ser chamada de Montes Submarinos do Impe- rador, ver Figura 6.20), há 43 milhões de anos, deveria coincidir com uma mudança abrupta na direção de movimento da Placa Pacífica. Entretanto, nenhum sinal dessa mudança de direção po- de ser encontrado nas isócronas magnéticas, o que levou alguns geólogos a questionar a hipótese de que os pontos quentes são fi- xos. Outros sugeriram que, no manto em convecção, as plumas não permaneceriam em posições fixas entre si, mas poderiam es- tar à deriva em correntes de convecção de direções variáveis. Quase todos os geólogos aceitam a idéia de que o vulcanis- mo dos pontos quentes é causado por algum tipo de subida de material do manto que está abaixo das placas. Entretanto, a hi- pótese das plumas do manto, segundo a qual essas subidas de material seriam condutos estreitos de material em ascensão a partir do manto profundo, ainda é controversa. Mais controe sa ainda é a idéia de que as plumas são responsáveis pelosgm des extravasamentos de derrames de basaltos e por outrasgm des províncias ígneas. As grandes províncias ígneas A origem das erupções fissu rais de basaltos dos continentes - tais como aqueles que fOI111< ram o Planalto Colúmbia (e também os grandes planaliosé derrames que existem no Brasil e no Paraguai, na índia enaSi· béria) - é um grande quebra-cabeça. O registro geológicomOf tra que imensas quantidades de lavas, chegando a rnilhõesa quilômetros cúbicos, podem ser liberadas em um curto perío(: de 1 milhão de anos. Durante esses eventos, a quantidade deb va que se derrama em um único local da superfície terrestrepi de ser equivalente à quantidade de lava em erupção de todoc sistema da dorsal mesoceânica! Os basaltos de platô não ocorrem exclusivamente emconti· nentes: eles também formam grandes planaltos oceânicos, conro o Planalto de Java-Ontong, a norte da ilha da Nova Guiné, egran- des partes do Planalto de Kerguelen, no Oceano Índico Ocide, tal (Figura 6.21). Essas feições constituem exemplos do queo geólogos chamam de grandes províncias ígneas. Elas sãodefi· nidas como grandes volumes de rochas máficas, predominare mente extrusivas, e de rochas intrusivas, cujas origens estãoliga· das a processos outros que não os da expansão "normal" doas· soalho oceânico. As grandes províncias ígneas são constituídas de basaltos de planaltos continentais, de basaltos de planaltosde bacias oceânicas e de cadeias assísmicas dos pontos quentes.Um mapa-rnúndi dessas províncias é mostrado na Figura 6.21. O vulcanismo que cobriu grande parte da Sibéria comlava é especialmente interessante porque ocorreu na mesma época em que houve a maior extinção de espécies do registro geolõg, co, há cerca de 250 milhões de anos. Alguns geólogos pensam que a erupção causou a extinção, talvez pela poluição da atmos fera com gases vulcânicos que desencadearam uma grande mu· dança climática. Muitos geólogos acreditam que as grandes províncias mago máticas foram criadas em pontos quentes, por plumas do manto. Entretanto, a quantidade de lava que se forma no Havaí, o ponto Figura 6.21 A distribuição global das grandes províncias ígneas continentais e das bacias oceânicas. Essas províncias são marcadas por grandes derramamentos de magmas basálticos em pontos quentes e em erupções fissurais. Admite-se como hipótese que elas sejam resultantes de grandes eventos de fusão causados pela chegada de frentes de plumas na superfície da Terra. [Fonte: M. Coffin and O. Eldholm, Figure 1, Rev. Ceophys., 32:1-36,1994]
  • 21. Manto N· I ~--- Núcleouc eo intern externo A instabilidade no limite núcleo-manto faz com que uma pluma do manto ascenda, guiada por uma frente de pluma quente, turbulenta. litosfera Manto Limite núcleo-manto Núcleo externo CAPíTULO 6 • Vulcanismo 11 63 À medida que a placa se move sobre os resquícios da pluma, a cauda da plu- ma - que agora é um ponto quente - pode formar um vulcão de ponto quente. Quando a pluma alcança o topo do manto, o magma basáltico formado pela fusão induzida por descompressão penetra na litosfera e derra- ma-se como basalto de platô. Basaltos de platô Figura 6.22 Um modelo especulativo para a formação de derramesde basalto e outras províncias ígneas grandes. Uma nova plumaascende do limite núcleo-manto, originando uma frente de quentemais ativo do mundo na atualidade, é insignificante quandocomparada aos enormes derramamentos que ocorrem duranteos episódios de extrusão de basaltos de platô. O que ex- plicaesses episódios eruptivos atípicos de magma basáltico do manto?Alguns geólogos especulam que eles ocorrem quando umanova pluma ascende do limite núcleo-manto. De acordo comessa hipótese, um grande bulbo de material quente e turbu- lento- uma "frente de pluma" - abre o caminho. Quando essa frentede pluma chega ao topo do manto, gera uma grande quan- tidadede magma por um processo de fusão por descompressão, oqualentra em erupção como gigantescos derrames basálticos (Figura 6.22). Essa hipótese é contestada por outros pesquisa- dores,que argumentam que os basaltos de platô parecem geral- menteestar associados a zonas de fraqueza preexistentes nas placascontinentais - sugerindo que os magmas são gerados por processosconvectivos localizados no manto superior. Descobrir asorigens das grandes províncias ígneas é uma das mais empol- gantesáreas de pesquisas correntes em Geologia. V Icanismo e a atividade humana Asgrandes erupções vulcânicas não são somente um assunto de interesseacadêmico para geólogos: elas são também um signifi- cativodesastre natural para a sociedade humana. Entre os mui- o movimento continuado das placas sobre o ponto quente cria uma cadeia vulcânica de ponto quente. Vulcão de ponto quente Vulcão extinto Vulc:ao .mo..........Caudada pluma (ponto quente) pluma quente e turbulenta. Quando a frente de pluma alcança o topo do manto, ela achata-se, gerando um imenso volume de magma basáltico, o qual irrompe como derrames de basalto. tos vulcões que já afetaram comunidades pelo mundo afora, um deles teve um efeito bastante forte sobre a Civilização Ociden- tal. As equipes de arqueólogos e geólogos marinhos consegui- ram montar os fragmentos da história do desaparecimento de Thira27 (antiga Santorini), uma ilha vulcânica no Mar Egeu. A erupção de Thira, em 1623 a.C; parece ter sido muitas vezes mais violenta que a do Krakatoa. O centro da ilha entrou em co- lapso, formando uma caldeira cujos eixos medem 7 krn por 10 krn, hoje visível como uma laguna de, aproximadamente, 500 metros de profundidade e com dois pequenos vulcões ativos no centro. A laguna é limitada por duas ilhas em forma de crescen- te, famosas por suas exportações de vinho e pela beleza natural, e que ainda estão sujeitas a terremotos destrutivos. Os detritos vulcânicos e os tsunâmis resultantes dessa catástrofe antiga des- truíram dezenas de localidades costeiras de grande parte do Me- diterrâneo Oriental. Alguns cientistas atribuíram o misterioso desaparecimento da civilização cretense/'' a esse cataclismo, que pode ser a fonte original do mito do "continente perdido" de Atlântida. O curso da história foi provavelmente modificado por esse evento vulcânico específico, que pode acontecer de novo. Sabe-se a data de erupção a partir de uma camada de cinza vulcânica transportada de Thira até a Groenlândia. Foi encon- trada em 1994, em um testemunho de sondagem retirado de partes profundas do manto de gelo da Groenlândia. Os ciclos anuais de deposição de neve podem ser contados em um teste- munho, da mesma forma que os anéis de crescimento de uma
  • 22. 1641 Para Entender a Terra árvore podem ser contados para determinar a sua idade. O tes- temunho de gelo estudado datou 7 mil anos de história e forne- ceu evidências de 400 erupções vulcânicas antigas. As erupções vulcânicas podem ser previstas? Sim, até certo ponto. Sinais premonitórios importantes de uma erupção são o soerguimento e a inclinação do terreno e o aumento da ativida- de sísmica (ver Reportagem 6.1). É importante que aumente- mos a capacidade de prever erupções, pois há 100 vulcões de alto risco no mundo e cerca de 50 entram em erupção a cada ano. Certamente, se entendermos melhor o vulcanismo, pode- remos evitar a repetição da terrível história das erupções passa- das. Só nos últimos 500 anos, mais de 250 mil pessoas foram mortas por erupções vulcânicas. Reduzindo os riscos de vulcões perigosos Dos cerca de 500 a 600 vulcões ativos da Terra, um entre cada seis já ceifou vidas humanas. Os vulcões podem matar pessoas e danificar propriedades devido a tefras (queda de cinzas), cor- ridas de lama, lavas, gases, derrames de piroclásticas, tsunâmis e outros eventos que podem acompanhar as erupções. A Figu- ra 6.23 retrata alguns desses riscos. As estatísticas históricas dos óbitos e de suas causas são mostradas na Figura 6.24. O Monte Rainier, devido à sua proximidade com as populo- sas cidades de Seattle e Tacoma, no Estado de Washington, tal- vez represente o maior risco vulcânico nos Estados Unidos. Cerca de 150 mil pessoas vivem em áreas nas quais os registros geológicos mostram evidências de derrames e lahares que se derramaram do vulcão nos últimos 6 mil anos. Uma erupção imprevista poderia matar milhares de pessoas e prejudicar se- riamente a economia da costa noroeste do Pacífico, deacor~ com a Academia Nacional de Ciências dos Estados Unidos. A boa notícia é que os cientistas que monitoram o Moni Santa Helena (ver Reportagem 6.1) e o Monte Pinatubocon~ guiram emitir alertas da iminência de erupções de grandepo! te. Um aparato governamental foi deslocado ao local paraali liar os alertas e emitir e reforçar os comandos de evacuação.NI caso do Pinatubo, o alerta foi emitido poucos dias antesdeUI1I erupção cataclísmica ocorrida em 15 de junho de 1991.Duzen- tas e cinqüenta mil pessoas foram retiradas da área, inclusiea 16 mil residentes da Base Clark, da Força Aérea Norte-Ame cana, localizada nas proximidades (e que, desde então, foiper· manentemente desativada). Dezenas de milhares de vidasf~ ram salvas dos lahares que destruíram tudo que estava nocami· nho. As únicas vítimas foram pessoas que desrespeitaram au dem de evacuação. Em 1994, os 30 mil residentes de Rabaul. Papua-Nova Guiné, foram retirados das áreas de risco coma cesso, por terra e por mar, horas antes da erupção de doisvul· cões localizados nos dois lados da cidade, que foi em grandt parte destruída ou danificada. Muitas pessoas devem suasvid~ ao governo, que conduziu simulações de evacuação, e aoscien· tistas do observatório vulcânico local, que emitiram umalerta quando os seus sismógrafos registraram o tremor de terraqUt assinalou a ascensão do magma para a superfície. Em contraste com essas histórias de sucessos, há a tragédia do Nevado del Ruiz, na Colômbia, em 1985. Os cientistasa biam que esse vulcão era perigoso e estavam preparados parn emitir alertas, mas nenhum procedimento de evacuação foiimo plantado. Como resultado, 25 mil vidas foram perdidas nosIa· hares, que foram desencadeados por uma erupção de pequeno Nuvem eruptiva . Coluna eruptiva / . Bombas . . .~' / Derrame piroclãstlco / Tefra (chuva de cinzas) Movimento de terra (avalancha de detritos) Fumarolas Vento predominante Domo de lava Colapso do domo de lava e derrame piroclástico lahar (fluxo de lama ou de detritos) Derrame de lava <, Chuva ácida Figura 6.23 Alguns dos riscos vulcânicos capazes de provocar mortes e destruir propriedades. [B. Meyers et al., U.S. Geological Survey]
  • 23. (a) .~ 300 ~•.. : 250~~ Pelado 1902 <, E._~ 200 ~ ~ Krakatoa 1883 ~'""ll.s: 150 Tambora 1815o:: "ll E -"! E, 111 100 Unzen 1792,,--- E~ , Kelut 1586 laki 1783 ___ u 50~ -,iõ•.. ~ O O 1500 1600 1700 1800 1900 2000 (b) Desconhecida Raio Sismicidade Inundação Avalancha de detritos ~o Gás•.. :.õ 'o ~ lava"ll ~~~ Tsunâmi,~ U Indireto (fome epidêmica, etc.) Fluxo de lama (indireto) Fluxo de lama (direto) Derrame/onda piroclástica Tefra O 5 10 15 20 25 30 Percentual Figura6.24 (a) Dados estatísticos cumulativos desde o ano de 1500d.e. As sete maiores erupções registradas, cada uma com 10milvítimas ou mais, estão indicadas e respondem por mais de doisterços do total de óbitos. (b) Causa das mortes devido a vulcõesdesde o ano de 1500 d.e. [Fonte: Simkin, T.,Siebert, L.e Blong,R.Science, 291: 255, 2001] porte.De forma semelhante, no ano de 2002, uma equipe de cientistasinternacionais emitiu alertas da erupção do Monte Nyiragongo, um vulcão no leste do Rifte Africano, perto de Goma,no Congo (Kinshasa). Infelizmente, as instâncias gover- namentaisnão estavam em funcionamento no local e o alerta nãofoi considerado. O sofrimento foi grande para os 400 mil habitantes desse país pobre, que fugiram de seus lares sem orientaçãoou preparação. Os progressos da vulcanologia permitem-nos identificar os vulcõesmais perigosos do mundo e caracterizar seus riscos po- CAPíTULO 6. Vulcanismo 1165 tenciais a partir dos depósitos formados em erupções anterio- res. Essas avaliações de risco poderão ser utilizadas como dire- trizes para o zoneamento e restrição do uso do solo - que é a medida mais efetiva para reduzir o número de vítimas. O moni- toramento por meio de instrumentos (ver Reportagem 6.1) é ca- paz de detectar sinais como terremotos, inchaços do vulcão e emissões gasosas, que são alertas de erupções iminentes. As pessoas em situação de risco poderão ser retiradas da área se as autoridades estiverem organizadas e preparadas para essas si- tuações. As erupções vulcânicas não podem ser evitadas, mas seus efeitos catastróficos podem ser significativamente reduzi- dos se a ciência for aliada às políticas públicas progressistas . Com o crescimento do tráfego aéreo, um risco vulcânico que vem chamando mais atenção é o encontro de cinzas vulcâ- nicas lançadas por erupções que se situam nas rotas aéreas com jatos de passageiros comerciais. De acordo com o U. S. Geo- logical Survey, nos últimos 2S anos, mais de 60 aviões foram danificados por tais acidentes. Um Boeing 747 perdeu tempo- rariamente todos os seus quatro motores quando a cinza de um vulcão em erupção no Alasca foi sugada pelos mesmos, provo- cando incêndios. Felizmente, o piloto foi capaz de fazer um pouso de emergência. Atualmente, vários países emitem alertas quando as erupções vulcânicas lançam cinzas próximo às rotas de tráfego aéreo. O trabalho dos vulcanólogos é arriscado - 14 perderam a vida desde 1991. Em um desses casos, uma equipe de vuJcanó- logos que estava coletando dados na cratera do Vulcão Galeras, nos Andes colombianos, foi surpreendida por uma erupção pi- rocástica. Vários membros perderam suas vidas devido às cin- zas e aos blocos incandescentes que explodiram da cratera. O professor Stanley Williams, da Universidade do Estado do Ari- zona, fazia parte da equipe. Atualmente, ele está desenvolven- do um instrumento que pode analisar os gases vulcânicos da cratera de um vulcão ativo a uma distância segura e transmitir as informações para os cientistas. Uma erupção iminente pode- ria ser prevista a partir dos tipos de gases que são emitidos. A Associação Internacional de Vulcanologia recomenda que "... os cientistas aproximem-se de crateras ativas somente quan- do isso for absolutamente necessário, que grupos grandes evi- tem áreas de risco e que todos usem capacetes e trajes de prote- ção". Poderiam esses geólogos ter evitado as trágicas perdas de vidas seguindo essas recomendações? As erupções vulcânicas poderiam ser controladas? Prova- velmente não, embora em circunstâncias especiais e em peque- na escala as perdas possam ser reduzidas. Talvez a tentativa mais bem-sucedida de controlar a atividade vulcânica tenha si- do aquela da ilha de Heimaey, na Islândia, em janeiro de 1973. Os islandeses espargiram água do mar na lava em movimento, resfriando e diminuindo a velocidade do fluxo, o que evitou que a lava bloqueasse a entrada do porto e impediu a destruição de algumas casas. No futuro próximo, a melhor política para a proteção da po- pulação será o estabelecimento de mais sistemas de alerta e de evacuação e de restrições mais rigorosas ao povoamento de lo- cais potencialmente perigosos. Mas mesmo essas precauções podem ser insuficientes. Vulcões inativos ou extintos há muito tempo podem voltar repentinamente à atividade - como acon- teceu com o Vesúvio e o Monte Santa Helena, após centenas de anos de inatividade. (Alguns vulcões potencialmente perigosos
  • 24. 1661 Para Entender a Terra '--, -".----,,- Vulcão Redoubt Monte Spurr Monte Wrangell Monte Edgecumbe Vulcão IlIiamna Vulcão Augustine ~ Vulcão Katmai "L__-...:.=-= -=======t"- Vulcões das Aleutas "o • Falha de Santo André Placa Pacífica ALASCA Anos desde a última erupção >10.000 >1.000 0-300 HAVAí Haleakala Hualalai Kilauea Mauna Loa } ClaSSificações quanto ao risco não disponíveis para os vulcões canadenses • PORÇÃO CONTINENTAL DOS EUA E CANADÁ r_r--,r;-====:---z--========:;;=Silverthorne Rio Bridge Monte Meagher ~tE~:3~====~===+Monte Cayley( Monte Garibaldi Monte Baker ~==::::PJ;::-==:::==--I Geleira Peak ~ ~~~~~~~~~~§~fMonte Rainier Monte Santa Helena ontana Monte Adams Monte Hood 1'"- __ -'- Caldeira de Yellowstone Monte Jefferson Três Irmãs Vulcão Newberry -----;;;;:::::==+- Cratera do Lago (Monte Mazama) Monte McLoughlin Vulcão do Lago Medicine onte Shasta Pico Lassen Vulcões do Lago Clear Crateras de Mono-Inyo Pico São Francisco Caldeira do Vale Comprido Socorro Vulcões Coso oAbaixo desses vulcões há grandes corpos rasos de magma, capazes de produzir erupções extremamente destrutivas. • • • • ... ••••• • • • • • • • • • • • •• • • Esses vulcões têm períodos de erupção curtos, de 100 a 200 anos ou menos, Esses vulcões parecem ter periodicidade de mil anos ou mais. Figura 6.25 Localização dos vulcões potencialmente perigosos dos Estados Unidos e do Canadá. Os vulcões norte-americanos receberam símbolos de cores azuis, verdes e vermelhas, em ordem decrescente de periculosidade, a qual está sujeita a revisões à medida que os estudos progredirem. Não há classificações disponíveis para os vulcões canadenses. Note a relação entre os vulcões que se estendem do norte da Califórnia até a Colúmbia Britânica e o limite de subducção entre a Placa Norte-Americana e a Placa de Juan de Fuca.
  • 25. dosEstados Unidos e do Canadá são mostrados na Figura 6.25). Um problema de previsão ainda maior é representado porerupções como a do Paricutín, que se soergueu a partir de umapequena depressão em um milharal no México, em 1943. Cidadesinteiras foram rapidamente soterradas por cinzas e la- vaà medida que o novo vulcão crescia por meio de erupções re- petidas.Um desafio que se coloca aos geólogos é o de aprender a relacionar os movimentos da lava nas profundezas com as possíveiserupções em superfície. Os benefícios que os vulcões trazem Já vimos um pouco da beleza dos vulcões e um pouco do seu poderdestrutivo. Os vulcões contribuem para o nosso bem-es- tarde várias formas. No Capítulo I,mencionamos que a atmos- ferae os oceanos podem ter sido originados em episódios vul- cânicosem um passado distante. Os solos derivados de mate- riaisvulcânicos são excepcionalmente férteis por causa dos nu- trientesminerais que contêm. As rochas vulcânicas, os gases e o vapor são também fontes de importantes materiais industriais equímicos, como a pedra-pomes, o ácido bórico, a amônia, o enxofre,o dióxido de carbono e alguns metais. A água do mar quecircula nas fissuras do sistema vulcânico das dorsais oceâ- nicasé um dos principais fatores na formação de minérios e na manutenção do balanço químico dos oceanos. A energia térmi- ca do vulcanismo está sendo cada vez mais aproveitada. A maioriadas casas de Reykjavík, Islândia, é aquecida por água quente,encanada a partir de fontes quentes. O vapor geotérmi- co,originado da água aquecida em contato com rochas vulcâni- casquentes abaixo da superfície, é explorado como fonte de energiapara a produção de eletricidade na Itália, na Nova Ze- lândia,nos Estados Unidos, no México, no Japão e nos países daantiga União Soviética. I RESUMO Por que ocorre o vulcanismo? O vulcanismo ocorre quando a rochafundida de dentro da Terra ascende até a superfície (por sermenos densa que as rochas adjacentes). O motivo básico é o calorinterno da Terra, vestígio da sua origem. Quais são as três principais categorias de lavas? As lavas sãoclassificadas como félsicas (riolitos), intermediárias (ande- sito)ou máficas (basalto), de acordo com seus teores de sílica e demagnésio e ferro, sendo que a sílica decresce das félsicas pa- raas máficas, enquanto o magnésio e o ferro mostram uma re- laçãooposta. De que maneira a estrutura e o terreno onde se localiza um vulcãoestão relacionados com o tipo de lava que ele emite e com o estilo de erupção? O basalto pode ser muito fluido. Nos continentes, pode irromper a partir de fissuras e extravasar-se comodelgados derrames para construir um planalto de lava. Umvulcão-escudo cresce a partir de erupções repetidas de ba- saltovindas de condutos vulcânicos. O magma silicoso é mais viscosoe, quando carregado de gás, tende a entrar em erupção deforma explosiva. Os fragmentos piroclásticos resultantes po- demempilhar-se como um cone de cinza ou cobrir uma área extensacom derrames de cinza. Um estratovulcão é feito de ca- CAPíTULO 6. Vulcanismo 1167 madas alternadas de derrames de lava e de depósitos piroclásti- cosoA rápida ejeção de magma a partir de uma câmara magmá- tica poucos quilômetros abaixo da superfície, seguida de colap- so do teto da câmara, resulta, na superfície, em uma grande de- pressão, chamada de caldeira. As caldeiras ressurgentes gigan- tes são alguns dos cataclismos naturais mais destrutivos. Como o vulcanismoestá relacionado com a tectônica de pla- cas? A crosta oceânica forma-se a partir do magma basáltico que ascende da astenosfera até as fissuras do sistema da dorsal oceânica-rifte que separa as placas. Todos os três principais ti- pos de lavas - basáltica (máfica), andesítica (intermediária) e riolítica (félsica) - podem irromper nas zonas convergentes. Os basaltos derivam da fusão parcial do manto localizado acima da placa que sofreu subducção, sendo que esta fornece a água pa- ra induzir a fusão. Os basaltos são típicos de ilhas vulcânicas encontradas em limites convergentes do tipo oceano-oceano. Os andesitos e os riolitos são mais comumente encontrados nos cinturões vulcânicos de limites de convergência oceano-conti- nente. A adição ao magma basáltico de sílica e outros elemen- tos derivados da refusão de crosta continental, ou derivados da fusão de sedimentos de fundo oceânico e do topo da crosta em subducção, pode produzir andesitos e riolitos. No interior das placas, o vulcanismo basáltico ocorre acima de pontos quentes, que são manifestações de plumas de material quente que ascen- dem de partes profundas do manto. Quais são os efeitos benéficos e desastrosos do vulcanismo? Na evolução da Terra, as erupções vulcânicas liberaram grande parte dos gases e da água que formaram os oceanos e a'atmos- fera. O calor geotérmico obtido de áreas de vulcanismo recen- te vem adquirindo importância como fonte de energia. Um im- portante processo de formação de minérios ocorre quando a água subterrânea circula em torno de magmas intrudidos nas profundezas ou quando a água do mar circula pelos riftes do fundo oceânico. As erupções vulcânicas mataram mais de 250 mil pessoas nos últimos 500 anos. Para obter um resumo do modo como isso acontece, veja a Figura 6.24. I Conceitos e termos-chave • atividade hidrotermal (p. 155) • basalto de platô (p. 145) • caldeira (p. 150) • cratera (p. 150) • derrame de cinza (p. 153) • diatrema (p.151) • domo vulcânico (p. 150) • erupção fissural (p. 152) • estratovulcão (p. 150) • geossistema vulcânico (p. 144) • lahar (p. 153) • lavaalmofadada (p. 146) • lavaandesítica (p. 146) • lavabasáltica (p. 145) • lavariolítica (p. 146) • piroclasto (p. 147) • ponto quente (p. 160) • pluma do manto (p. 160) • vulcão (p. 144) • vulcão composto (p. 150) • vulcão do tipo cone de cinza (p. 150) • vulcão-escudo(p. 150) • grande província ígnea (p. 162)
  • 26. 168/ Para Entender a Terra Exercícios Este ícone indica que há uma animação disponível no sítio ele- trônico que pode ajudá-Io na resposta. CON[GARIVEB 1. A astenosfera tem sido identificada como uma das principais fontes de magma. Por quê? O que força a ascensão do magma para a superfície? 2. Qual a diferença entre magma e lava? Dê exemplos de rochas vul- cânicas e de seus equivalentes de granulação grossa, intrusivos. 3. Descreva os principais estilos de erupções e os depósitos e formas de relevo que cada um deles produz. 4. Qual é a associação entre os limites de placas e o vulcanismo? O estilo eruptivo e a composição dos depósitos vulcânicos podem ser correlacionados a limites de placas específicos? 5. Em que circunstâncias ocorrem os lahares? E as fontes quentes? E os depósitos de derrames de cinzas? 6. Cite as características mais perigosas dos vulcões. 7. Quais são os sinais de uma erupção iminente? Questões para pensar Este ícone indica que há uma animação disponível no sítio ele- trônico que pode ajudá-Io na resposta. CON[GARW[B 1. Que iniciativas de políticas públicas poderiam sugerir as erupções do Monte Santa Helena, do Monte Pinatubo e do Nevado deI Ruiz em termos de zoneamento, uso da terra, seguros, sistemas de alerta e edu- cação pública? 2. Faça uma análise de custo-benefício dos vulcões - isto é, faça uma tabulação dos seus perigos e de suas contribuições para a espécie hu- mana - e decida se você preferiria um planeta Terra com ou sem eles. 3. Quais os conhecimentos sobre o interior da Terra adquiridos por meio dos vulcões? 4. A viscosidade de uma lava depende em grande parte de suas carac- terísticas químicas. Qual é a relação entre a composição química de uma lava e a morfologia dos vulcões? 5. Em uma viagem a campo, você encontra uma formação vulcânica com aparência de um grande campo de sacos de areia unidos. As for- mas individuais, com morfologia elipsoidal, têm uma textura superfi- cial externa vítrea, lisa. Que tipo de lava é essa e quais informações ela pode fornecer sobre sua história? 6. Explique por que alguns dos vulcões presentes nas ilhas havaianas são inativos enquanto outros permanecem ativos. A situação seria di- ferente se as ilhas estivessem localizadas em uma zona de subducção? Explique sua resposta. Sugestões de leitura A. G. U. Special Report. 1992. Volcanism and climatic change. Washington, American Geophysical Union. Bruce, Victoria 200 I. No Apparent Danger: The True Story ofVolca- nic Disaster at Galeras and Nevado dei Ruiz: New York, HarperCollins. Decker, R. W., and Decker, B. 1989. Volcanoes. Revisedan~ updated. New York, W. H. Freeman. Dvorak, J. J., and Dzurisin, D. 1997. Volcano geodesy: The searcn for magma reservoirs and the formation of eruptive vents. Reviews~ Geophysics 35: 343-384. Dvorak, J. J, Johnson, c., and Tilling, R. L 1982. Dynamicsol Kilauea volcano. Scieniific American (August), p. 46-53. Edmond, J. M., and Damm, K. L. Y.1992. Hydrothermal activiry in the deep sea. Oceanus (Spring), p. 74-81. Fisher, R. v., Heiken, G., and Hulen, J. B. 1997. Volcanoes: Cru· cibles ofChange. Princeton, N. J. Princeton University Press. Francis, P. 1983. Giant volcanic calderas. Scieruific American. June, p. 60-70. Heiken, G. 1979. Pyroclastic flow deposits. American Scientisr 67: 564-571. Humphreys, E. D., et a!., 2000. Beneath Yellowstone: Evaluating plume and nonplume models using teleseismic images of the uppr mantle. GSA Today, 10, p. 1-7. Krakaner, J. 1996. Geologists worry about dangers of "Iiving under the volcano". Smithsonian (July), p. 33-125. Mcphee, J. 1990. Cooling the lava. ln: The Contrai of Nature. New York: Farrar, Straus & Giroux. MELT Seismic Team. 1998. Imaging the deep seismic structure beneath a mid-oceanic ridge: The MELT experiment. Science 280: 1215-1218. National Research Council. 1994. Mount Rainier: Active Cascade Volcano. Washington, D. C. National Academy Press. Sigurdsson, H. (ed.) 2000. The Encyclopedia of Volcanoes. New York, Academic Press. Simkin, T, Siebert, L., and Blong, R. 2001.Volcano fatalities: Les sons from the historical recordo Science 291: 255. Tilling, R. L 1989. Volcanic hazards and their mitigation: Progress and problems. Reviews of Geophysics 27 (2): 237-269. Vink, G. E., and Morgan, W. 1. 1985. The Earth 's hot spots. Scien· tiflc American (April): 50-57. White, R. S., and Mckenzie, D. P. 1989. Volcanism at rifts. Scien· tific American (July): 62-72. Williams, S., and Montaigne, F. 2001. Surviving Galeras. Boston, Houghton Mifflin. Winchester, S. 2003. Krakatoa: The Day the World Exploded, August 27,1883. NewYork, Harper Collins. Wright, T. L., and Pierson, T C. 1992. Living with volcanoes. U. S. Geological Survey Circular 1073. Washington, U. S Government Printing Office. Sugestões de leitura em português Bruce, Y. 2002. Perigo oculto. São Paulo: Manole. Leinz, Y. e Amaral, S. E. do. 1995. Geologia geral. São Paulo: Nacional. Sial, A. N. e Mcreath, I. 1984. Petrologia Ígnea. Volume I. Salva- dor: SBG/CNPq/Bureau Gráfica e Editora. Winchester, S. 2003. Krakatoa: o dia em que o mundo explodiu. São Paulo: Objetiva. Teixeira, W. 2000. Vulcanismo, produtos e importância para a vi· da. In: Teixeira, w., Toledo, M. C. M. de, Fairchild. T R. e Taioli, F. (orgs.). 2000. Decifrando a Terra. São Paulo: Oficina de Textos. p. 347-380.
  • 27. Time-Life/Abril Coleções. 1996. Planeta Terra. São Paulo: Abril Livros. Rase, S. Van. 1994. Atlas da Terra: as forças que formam e mol- dam nosso planeta. (Ilustrado por Richard Bonson). São Paulo: Mar- tinsFontes. I Notas de tradução IA área aproximada da cidade de Nova York é de 3.500 km2 20 Estado de Vermont, localizado na costa leste dos Estados Unidos, tem uma área de 24.887 krn", pouco maior que o Estado de Sergipe, no Brasil (21.994 km-). JEm inglês. Long valley. 4 Inclui-se, também, o Planalto Meridional, no sul do Brasil. 5Também grafado como lava em almofada. Às vezes, comparece co- mopillow lava, sem tradução. 6Também chamada de púmice. J A expressão "nuvem ardente" foi cunhada por Lacroix (em francês, nuée ardente), em 1904, para descrever os pequenos fluxos origina- dos dos condutos centrais na erupção do Monte Pelado. Alguns auto- res utilizam esse termo para designar emulsões de material sólido e líquido em gás, que se movimentam com muita rapidez e grande tur- bulência. Dessa forma, as nuvens ardentes diferenciam-se de "fluxos (ou derrames) piroclásticos", porque estes seriam mais densos e me- nos turbulentos e velozes, pois contêm menor volume de gases. 8Em francês, Pelée. 9 A superfície do estado norte-americano de Rhode Island é de 3.140 krrr', o que equivale a cerca de um sétimo da área do estado de Ser- gipe, no Brasil. "Também conhecidos como "cones vulcânicos piroclásticos", por conterem fragmentos de diâmetro maior que o de cinzas. II OU ângulo de repouso, que é o ângulo acima do qual as forças de coesão entre os grãos constituintes da pilha vulcânica são sobrepu- jadas pela ação da força gravitacional 12NoBrasil atual, não há vulcões ativos. Sobrevivem, entretanto, tes- temunhos de erupções vulcânicas de conduto central, como as estru- turas dôrnicas de Poços de Caldas (com cerca de 30 krn de diâmetro, originada há 90 Ma), em Minas Gerais, e das ilhas de Fernando de Noronha (12,3 Ma) e Trindade (3,5-2,5 Ma), entre outras, localiza- das em quase todos os estados do Brasil. IJ OldFaithful Geyser significa "velho e fiel gêiser". O nome é uma alusão à regularidade com que o gêiser emite seus vapores. 14Eminglês, Crater Lake. 15Significa literalmente "Pedra do Navio". 16Também designada, na literatura geológica, com o vocábulo inglês pipe, que é um corpo em forma de cilindro. 17O Edifício Empire State tem 381 m de altura e a Ilha de Manhattan tem cerca de 81,5 km2 18No Sul do Brasil, o Planalto Meridional é formado por uma suces- são de camadas de rochas sedirnentares encimadas por um pacote CAPíTULO 6. Vulcanismo 11 69 de derrames vulcanogênicos (incluindo basaltos, riodacitos, rioli- tos e piroclásticas) com mais de 1.700 rn de espessura. Esses der- rames são conhecidos como Formação Serra Geral, da Bacia do Paraná. Essa formação representa um dos mais volumosos vulca- nisrnos intracontinentais do planeta, com um volume estimado de 650.000 km' e uma área aproximada de 1.200.000 km2 distribuída no Sul do Brasil, Paraguai, Argentina, Uruguai e, ainda, uma con- traparte na África do Sul, onde é chamada de Grupo Etendeka. Es- ses derrames irromperarn entre 133 e 129 Ma, quando a América do Sul e a África estavam reunidas no supercontinente Gondwana, e fizeram parte dos eventos que levaram à formação do assoalho do Oceano Atlântico e à separação dos continentes. No Planalto Meridional ocorrem paisagens singulares, como a dos cânions e das famosas Cataratas do Iguaçu, sendo vegetado por uma mata mista com araucária. Nele desenvolveu-se a importante cultura dos índios Kaingang. 19Em inglês, Great Basin. 20 Lahar é uma palavra sem tradução para o português. Originada na região de lava, é grafada da mesma forma em espanhol, inglês, ale- mão ou francês. Encontra-se dicionarizada em Suguio (1998, Dicio- nário de Geologia Sedimentar) e significa "corrida de lama vulcâni- ca". 210 Estado de Delaware tem uma área de 5.328 km2, o que correspon- de a um quarto da superfície do Estado de Sergipe, no Brasil. 22 Tsunâmi é uma palavra de origem japonesa ttsu = porto e nami = onda, mar) e encontra-se dicionarizada em Suguio (1998, Dicioná- rio de Geologia Sedimentar), Guerra (1978, Dicionário Geológi- co-Geomorfolágicoi e no Dicionário Houaiss da Língua Portu- guesa; neste, ainda como vocábulo estrangeiro. É grafada da mes- ma forma em várias línguas, como alemão, inglês, francês e espa- nhol, significando "onda de grande período e pequena amplitude produzida por terremoto, erupção vulcânica, deslizamento de mas- sa e queda de meteoritos nos oceanos". Em 27 de dezembro de 2004, as zonas litorâneas de vários países na orla do Oceano Índi- co foram devastadas por um descomunal tsunârni originado por um terremoto de 8,9 graus na escala Richter, com epicentro no as- soalho oceânico próximo à costa norte da Indonésia, matando mais de 300 mil pessoas. 23 I had a dream, whicli was not ali a dream. /The bright sun was ex- tinguish 'd, and the stars IDid wander darkling in the eternal spa- ce /Rayless, and pathless, and the icy earth /Swung blind and blackening in the moonless air IMorn came and went - and came, and brought no day. IAnd menforgot their passions in lhe dread 10f this their desolation; and all hearts lWere chill'd into a selfisn prayer for light, 24 Em inglês, black smokers. Eventualmente, em textos na língua por- tuguesa, essa expressão não é traduzi da. 25 Também denominada de "prisma acrescional". 26Em inglês, wheeling Jesuit University, 27 Também grafada como Thera, Thíra e Tera, essa ilha está situada no Mar de Creta, região sul do Mar Egeu, e pertence ao conjunto das Il- has Cíclades. 28 Também denominada "Civilização Minóica" ou "Minoana".

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