Vulcões surpreenderam os humanos por milênios, deixando cidades inteiras ao sabor de suas erupções devastadoras. Mas, comparado a outras formas de desastres naturais, os vulcões oferecem uma variedade de pistas silenciosas que levam à sua destruição. Agora, novos desenvolvimentos em sistemas de monitoramento de vulcões permitem aos cientistas farejar, prever e planejar erupções com mais precisão do que nunca.
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"Agora somos capazes de colocar instrumentos realmente precisos em vulcões para monitorar os tipos de gases que são emitidos, e isso nos dá uma pista de onde o magma está no sistema", diz Marie Edmonds, vulcanologista da Universidade de Cambridge que tem trabalhado entre vulcões fumegantes por cerca de 15 anos. "Podemos ver tendências nos dados relacionados a erupções que estão prestes a acontecer."
A Edmonds faz parte de um grupo internacional chamado Deep Carbon Observatory que está trabalhando para colocar sensores de gás recentemente desenvolvidos em 15 dos 150 vulcões mais ativos da Terra até 2019, para melhorar sua capacidade de prever diferentes tipos de erupções em todo o mundo. Na semana passada, o Observatório Deep Carbon lançou uma visualização interativa, apoiada em parte pelo Programa Global de Volcanismo da Smithsonian Institution, que permite ao público assistir a visualizações de dados vulcânicos históricos que evoluem ao longo do tempo.
A visualização também permite que os espectadores sigam em frente à medida que novos sensores são implantados. Esses sensores medem continuamente dióxido de carbono, dióxido de enxofre e vapor de água dos vulcões, e são colocados dentro de caixas grandes e enterrados no subsolo com antenas na superfície. Nos últimos anos, os avanços na eletrônica os tornaram mais precisos e acessíveis, permitindo que os cientistas os usassem de forma mais predominante em todo o mundo.
No entanto, colocar esses sensores em cima de vulcões ativos não é isento de riscos. Pesquisadores devem usar roupas reflexivas para proteger sua pele do excesso de calor e máscaras de gás para proteger seus pulmões de ficar chamuscados por gases corrosivos - às vezes, depois de percorrer longas distâncias por regiões remotas para chegar a um local. Mas Edmond diz que o potencial bom que tal trabalho pode fazer para as populações em risco faz com que as partes mais perigosas do trabalho valham a pena.
"É brilhante saber que você está fazendo algo para realmente ajudar as pessoas", diz Edmonds. "Você pensa no que está fazendo porque às vezes é perigoso, mas eu realmente gosto disso."
O vulcanólogo Tobias Fischer, da Universidade do Novo México, percorre a íngreme parede da cratera do vulcão Gareloi, que está vigorosamente desgaseificado, nas Ilhas Aleutas Ocidentais, para coletar uma amostra de gás vulcânico. (Taryn Lopez, Universidade do Alasca Fairbanks) No mês passado, pesquisadores da equipe de Edmond anexaram um de seus sensores a um drone e mediram as emissões de um vulcão remoto em Papau-Nova Guiné durante um curto período de tempo, demonstrando outra técnica desenvolvida recentemente para coletar instantâneos da atividade vulcânica. Quando coletados em vários tipos de vulcões, esses instantâneos ajudam os cientistas a entender melhor as complexidades das atividades que levam a uma erupção. (O que os drones não podem fazer, no entanto, é fazer medições de longo prazo.)
Os sensores de gás ajudam a prever erupções porque, à medida que o magma se eleva, a liberação resultante da sobrecarga de pressão solta os gases dissolvidos no magma. O dióxido de carbono se espalha relativamente cedo e, quando o magma escorrega para cima, o dióxido de enxofre começa a se extinguir. Pesquisadores usam a proporção desses dois gases para determinar quão próximo o magma está chegando da superfície da terra, e quão iminente pode ser uma erupção.
À medida que o magma se eleva, ele também empurra a rocha na crosta e causa minúsculos terremotos geralmente não sentidos pelos humanos, mas detectáveis com equipamentos sísmicos sensíveis. A equipe de Edmonds frequentemente conecta sensores de gás com estações sísmicas e usa os dados em conjunto para estudar vulcões
Robin Matoza, pesquisador da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara que não está envolvido na pesquisa de Edmond, concorda que os avanços tecnológicos nos últimos anos melhoraram drasticamente a capacidade dos pesquisadores de entender o funcionamento interno dos vulcões e os comportamentos que levam a erupções. Em lugares onde sua equipe já teve apenas algumas estações sísmicas, eles podem ter instalado 10 ou mais devido ao tamanho menor e ao aumento da acessibilidade da tecnologia. A capacidade de calcular os dados coletados também melhorou nos últimos anos, diz Matoza.
"Agora podemos armazenar facilmente dados de dados sísmicos apenas em um flash drive pequeno", diz Matoza, que estuda os sinais sísmicos liberados pelos vulcões antes das erupções. "Assim, podemos facilmente consultar esses dados grandes e aprender mais sobre os processos contidos nele."
Pesquisadores da equipe de Marie Edmond preparam-se para pousar seu drone depois de um voo através da pluma de gás do vulcão Ulawun, em Papau Nova Guiné. Durante o vôo, os instrumentos montados nas proporções de gás medido por drone na pluma de gás. (Kila Mulina, Observatório do Vulcão Rabaul, Papua Nova Guiné) Para complementar as informações sobre gás e sísmica em uma escala mais ampla, os pesquisadores usam satélites para estudar as erupções de cima. Vulcanologistas do Observatório de Vulcões do Alasca em Anchorage e Fairbanks coletam regularmente esse conjunto de dados de gás, sísmicos e de satélite, monitorando cerca de 25 vulcões em todo o estado e oferecendo alertas precoces aos moradores.
Por exemplo, eles divulgaram uma série de alertas nos meses que antecederam a erupção de 2009 do Monte Redbout, a cerca de 180 km a sudoeste de Anchorage. Eles também trabalham em estreita colaboração com a Administração Federal de Aviação para ajudar a detectar os perigos da aviação durante as erupções.
Com o tempo, os pesquisadores concordam que os satélites se tornarão cada vez mais úteis na coleta de dados em grandes regiões. Mas no momento, os satélites são menos precisos e não tão confiáveis quanto as outras ferramentas, em parte porque eles não coletam dados tão rapidamente e não funcionam bem durante o tempo nublado.
"Você pode passar por um satélite sobre um vulcão e pode ser obscurecido por nuvens", diz Matt Haney, um vulcanologista do Alaska Volcano Observatory. “Imagino que no futuro haverá novos satélites lançados que serão ainda mais poderosos.”
Apesar dos desafios deste trabalho, Edmonds diz que pode ser mais fácil prever erupções vulcânicas do que alguns outros perigos devido à variedade de sinais de alerta que precedem as erupções, em comparação com alguns terremotos e outros desastres abruptos. E, embora os pesquisadores talvez não consigam prever até o exato dia ou hora em que uma erupção ocorrerá ainda, o avanço rápido da tecnologia está levando-os nessa direção.
"Quanto mais instrumentos e mais sensores apenas contribuem para a nossa caixa de ferramentas", diz Edmonds. "Estamos um passo mais perto."
