A erupção do vulcão Tonga foi um evento que ocorre uma vez em um milênio

A física impressionante, mas mortal, está por trás das erupções catastróficas.



Crédito: Maxar / Getty Images



Principais conclusões
  • Em 15 de janeiro, a maior erupção vulcânica dos últimos 30 anos interrompeu as comunicações de Tonga e devastou as comunidades insulares.
  • Embora entendamos alguns mecanismos que causam erupções, ainda não podemos prever quando elas acontecerão.
  • As erupções vulcânicas podem nos dar insights sobre a física tanto dentro da Terra quanto na atmosfera.

Da superfície da água, as ilhas de Hunga Ha'apai e Hunga Tonga não parecem muito. São duas ilhas desabitadas, que estavam quase conectadas por uma cratera vulcânica, elevando-se apenas cerca de 300 pés acima do mar. Eles dão pouca indicação do que está abaixo – um vulcão maciço, com 19 quilômetros de largura e 1.700 metros de altura.



No dia 15ºEm janeiro, o vulcão Hunga Tonga-Hunga Ha'apai entrou em erupção no que é provavelmente a erupção vulcânica mais poderosa dos últimos 30 anos. Uma nuvem de cinzas subiu 20 km na atmosfera. Do espaço, imagens de satélite revelaram uma flor cinzenta mortal de fumaça e cinzas desabrochando no meio do mar azul cristalino. Cinzas e pedras choveram na região. Vinte minutos após a erupção, a capital de Tonga, Nuku'alofa, foi atingida por um tsunami de 1,2 metro de altura. Uma onda de pressão criada pela explosão viajou por todo o mundo, e estrondos sônicos foram ouvidos até no Alasca.

O dano total ainda não é conhecido. A ilha de Tonga está praticamente isolada do resto do mundo, pois a erupção cortou o cabo principal que transporta a maioria das comunicações de e para a ilha.



O que causou a erupção do vulcão Tonga?

Erupções dessa magnitude deste vulcão são um evento que ocorre uma vez em um milênio. Embora não saibamos exatamente por que esse vulcão entrou em erupção, existem muitos fatores que podem contribuir. Para entender completamente, precisamos entender a física do que está acontecendo no subsolo.



Muita coisa está acontecendo dentro da câmara de magma abaixo do fundo do oceano. O vulcão Tonga é o chamado vulcão de subducção, formado quando a placa do Pacífico desliza sob a microplaca de Tonga. A placa subdutora do Pacífico, rica em água, libera parte dessa água no manto. Isso faz com que a temperatura de fusão da rocha diminua, criando magma líquido. Com o passar do tempo, o magma preenche lentamente essa enorme câmara, um processo que leva cerca de 1.000 anos. Com certeza, datação por radiocarbono mostrou que a última grande erupção deste vulcão ocorreu por volta de 1100 dC.

A rocha derretida é menos densa que a rocha sólida. Isso causa uma flutuabilidade ascendente em comparação com seus arredores. À medida que o magma é adicionado ao reservatório, mais pressão se acumula nas paredes da câmara. Se o ponto de menor resistência for o topo da câmara de magma, o magma explodirá para fora.



O que causa erupções poderosas?

Em 2009 e 2014-2015, o vulcão sofreu erupções muito menores. Em 2016, o Prof. Shane Cronin, vulcanologista da Universidade de Auckland, e seus colegas viajaram para o vulcão Tonga e descobriram que essas erupções se originaram da borda do vulcão. Na verdade, havia uma caldeira muito maior 150 metros abaixo das ondas. Foi desta caldeira que se originou a erupção mais recente.

Se o magma entra na água do oceano gradualmente, uma camada de vapor pode se formar, o que isola o magma da água. Isso funciona para resfriar lentamente o magma à medida que sai. No entanto, se o magma entrar no oceano muito rapidamente, nenhuma camada de vapor poderá se formar. Magma quente [vem] em contato direto com água fria. Pesquisadores de vulcões chamam isso de “interação combustível-refrigerante” e é semelhante a explosões químicas de armas, diz Cronin em A conversa . O resultado é como uma reação em cadeia na qual o magma novo e quente está constantemente em contato com a água do mar fria.



Gases como água, dióxido de enxofre e dióxido de carbono dissolvidos no magma também desempenham um papel. Se o magma se mover em direção à superfície muito rapidamente, o a pressão dentro das bolhas de gás cresce muito rápido . Quando as bolhas atingem a superfície, a pressão é liberada e elas se expandem explosivamente. Este pode ser um fator que diferencia as erupções explosivas das graduais.



Este parecia ser o caso da erupção de 2009. A Dra. Heather Handley, vulcanóloga da Monash University, comparou a composição da lava desta erupção anterior. bem, ela disse Ciência ABC .

A profundidade da água também parece ser a certa para uma explosão maciça. Mais fundo, e o oceano teria suprimido parte do poder.



Por que as erupções vulcânicas causam raios?

Como se uma erupção maciça não fosse assustadora o suficiente, considere isso. Em três horas durante a erupção, houve 400.000 relâmpagos . Isso é 100 por segundo.

Esses relâmpagos são resultado de eletricidade estática. Mais abaixo na pluma vulcânica, as partículas de cinzas se esfregam umas nas outras. Mais alto na pluma, a água abundante da explosão congela quando fica alta o suficiente. (Lembre-se, a pluma subiu para cerca de 20 km, o que está bem na estratosfera, onde a temperatura é de cerca de -50 a -60 C°.) O atrito de colisões entre partículas de gelo aumenta a carga estática.



A erupção do vulcão Tonga afetará o clima global?

Historicamente, poderosas erupções vulcânicas podem perturbar o clima global. O dióxido de enxofre pode causar chuva ácida e aumenta o albedo (refletividade) das nuvens. Por causa disso, mais luz solar é refletida de volta ao espaço, resfriando a atmosfera. Embora o vulcão Tonga tenha liberado 400 milhões de kg de dióxido de enxofre na atmosfera, isso não é suficiente para afetar o clima global.

Neste artigo química ciências da terra

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