Como funcionam os supervulcões

Em 1883, um vulcão indonésio entrou em erupção com a força de vários milhares de bombas atômicas, matando cerca de 36.000 pessoas e produzindo o que alguns chamam de som mais alto já ouvido na Terra [fonte: Bhatia ]. Krakatau (também conhecido como Krakatoa ) ecoou como um tiro de canhão distante por mais de 3.000 milhas (4.828 quilômetros) de terra e oceano. Ele expeliu gás e poeira suficientes para o céu para baixar a temperatura média global em 0,9-1,8 F (0,5-1,0 C) [fontes: Geological Society of London ; Tharo ]. Até hoje, seu nome é sinônimo de cataclismo.

Ao lado de um supervulcão, Krakatau é uma tampa de encaixe. Um pacote de Pop Rocks.

OK, isso é um exagero e mais adequado para vulcões menores. Mas imagine 50 Krakataus ou 1.000 Mount St. Helens entrando em erupção em um único local, expelindo tanto material ejetado em minutos quanto vulcões menores produzem em anos.

Por mais que tenhamos medo de terremotos, tsunamis, incêndios florestais e tempestades assassinas, na realidade apenas alguns eventos naturais têm o poder de derrubar a civilização global. Um deles é um meteoro que mata planetas. Importa-se de adivinhar o outro?

Aqui está uma dica: 74.000 anos atrás, a ilha vizinha de Krakatau, Sumatra, viu uma supererupção que alguns dizem que quase extinguiu a raça humana. Embora esse gargalo populacional hipotético continue sendo objeto de investigação e debate, sabemos que a supererupção de Toba produziu 670 milhas cúbicas (2.800 quilômetros cúbicos) de material ejetado, deixando para trás uma caldeira medindo 19 por 62 milhas (30 por 100 quilômetros) e possivelmente saltando -iniciou uma era glacial de 10.000 anos [fontes: Achenbach ; Friedman-Rudovsky ; Sociedade Geológica de Londres ; Marechal ; Tyson ; USGS ].

Os cientistas identificaram cerca de 30-40 supervulcões globalmente, 6-10 dos quais são potencialmente ativos [fontes: Friedman-Rudovsky ; Marechal ]. A última a entrar em erupção foi perto de Taupo, Nova Zelândia, há 26.000 anos [fontes: WTVY ; USGS ]. O maior que conhecemos, o evento Fish Canyon Tuff, no Colorado, há cerca de 28 milhões de anos, expeliu 5.000 quilômetros cúbicos de depósitos -- cinco vezes a quantidade normalmente necessária para se juntar à Legião de Boom vulcânica [fonte: Geological Sociedade de Londres ].

Hoje, a América do Norte, a América do Sul e a Ásia enfrentam os maiores riscos de futuras supererupções. O único supervulcão conhecido da Europa, a área Phlegrean Fields, localizada do outro lado da Baía de Nápoles do Vesúvio, entrou em erupção pela última vez há 35.000 anos [fonte: Geological Society of London ].

Ao examinarmos os supervulcões neste artigo, daremos atenção especial ao gigante adormecido no quintal dos EUA: o hotspot sob o Parque Nacional de Yellowstone, lar de 2-3 supererupções nos últimos 2,1 milhões de anos [fontes: Achenbach ; Robson ; Tyson ; USGS ]. E esperamos que os vulcanologistas tenham estimado corretamente a frequência desses cataclismos em cerca de um a cada 100.000 anos porque, no momento, não há muito que possamos fazer sobre eles.

Conteúdo

1. O que não sabemos sobre supervulcões encheria uma caldeira
2. Yellowstone: o supervulcão no quintal
3. Yellowstone e o Dia Terrível, Horrível, Nada Bom, Muito Ruim

Não há critérios universalmente aceitos para supervulcões. Os vulcões existem em um continuum, embora logarítmico, de modo que as arestas categóricas tendem a ser difusas [fontes: Achenbach ; Sociedade Geológica de Londres ; Tyson ]. Consequentemente, as estimativas variam em relação ao número de supervulcões e com que frequência eles explodem.

Mas existem algumas delineações comuns, incluindo magnitude , o volume ou massa de magma em erupção e intensidade , a taxa na qual esse magma entra em erupção [fonte: Geological Society of London ]. O magma é um material quente e derretido que vem de dentro do manto ou crosta da Terra e é forçado a sair como lava durante as erupções vulcânicas. Normalmente contém silicatos, cristais suspensos e gases dissolvidos [fonte: Oxford Dictionary of Science].

Outra categorização comum, chamada Índice de Explosividade do Vulcão (VEI) , classifica os vulcões de acordo com a altura da coluna de cinzas e a quantidade de cinzas, pedra-pomes e lava ejetadas [fonte: USGS ]. Os supervulcões geralmente ocupam a categoria VEI mais alta, magnitude 8, o que significa que eles produzem mais de 240 milhas cúbicas (1.000 quilômetros cúbicos) de material em erupção e uma pluma de mais de 16 milhas (25 quilômetros) de altura [fontes: Marshall ; Rowlett ; USGS ]. Supervulcões causam destruição em regiões inteiras e deixam para trás caldeiras do tamanho de Rhode Island [fontes: Achenbach ; Sociedade Geológica de Londres ; Robson ; Tyson ].

Para maravilhas tão enormes e destrutivas, os supervulcões são surpreendentemente difíceis de detectar. De fato, seu tamanho e poder são parte do problema. Em vez de construir montanhas, esses gigantes as explodem. De fato, o supervulcão do Parque Nacional de Yellowstone foi descoberto em parte devido a uma lacuna que ele criou na paisagem acidentada. Mesmo assim, sua grande extensão - 30 por 45 milhas (50 por 70 quilômetros) - desafia a capacidade da mente de absorver tudo [fontes: Achenbach ; Sociedade Geológica de Londres ; Tyson ].

Acrescente a isso a vastidão do tempo - as centenas de milhares a milhões de anos em que uma caldeira pode erodir, se encher de lava de erupções menores ou se tornar um lago arborizado - e não é difícil entender como os supervulcões podem se esconder em à vista. Mas os pesquisadores continuam bloqueados por outra imensidão, a saber, a escala dos processos que os alimentam - mecanismos que atingem as profundezas da Terra e se estendem por centenas de quilômetros [fontes: Friedman-Rudovsky ; Sociedade Geológica de Londres ; Marechal ; Tyson ; USGS ].

Portanto, não pense neles como vulcões em escala. Os supervulcões são um fenômeno próprio, um processo profundo que ainda lutamos para compreender [fontes: Achenbach ; Malfait et ai. ]. Para entender melhor como eles funcionam, os pesquisadores se voltam para potenciais supervulcões como Uturuncu na Bolívia, que cresceu meia polegada (1,3 centímetros) por ano nas últimas duas décadas, e para conhecidos pontos quentes de magma ressurgindo como aquele abaixo de Yellowstone [fonte : Friedman-Rudovsky ].

Trace uma linha no mapa do norte de Nevada até o sul de Idaho e até o noroeste de Wyoming, e você seguirá uma cicatriz intermitente de caos vulcânico que se estende por 560 quilômetros e remonta a 18 milhões de anos. A cadeia de vulcões fica progressivamente mais jovem à medida que você se move ao longo dessa linha oeste-leste, cada um marcando uma área onde a pressão do magma de um ponto quente solitário irrompeu. A cadeia, como o hot spot, termina no Parque Nacional de Yellowstone [fontes: Achenbach ; Sociedade Geológica de Londres ].

Na verdade, não é o ponto quente que se move. Em vez disso, a chapa norte-americana tritura em torno de 1,8 polegadas (4,6 centímetros) por ano. De vez em quando, o ponto quente explode. Durante seus mais de 2 milhões de anos abaixo de Yellowstone, produziu três eventos de tamanho jumbo [fontes: Achenbach ; Robson ; Tyson ; USGS ]:

Hoje, o ponto quente de Yellowstone assumiu um aspecto mais suave, até onde sabemos. Ele aquece os famosos gêiseres do parque , fontes termais, saídas de vapor e lamaçais, e tira um pouco do frio do Lago Yellowstone - ele próprio parcialmente formado por uma caldeira de supervulcão desmoronada. Mas também ocasionalmente faz com que o solo acima fique perturbado e nos lembre de que um dragão adormecido ainda é, afinal, um dragão [fontes: Achenbach ; Enciclopédia Britânica ; USGS ].

Embora os pesquisadores monitorem o Yellowstone em busca de terremotos, deformação do solo, fluxo de corrente e temperatura, quanto alerta um supervulcão pode fornecer antes de entrar em erupção ainda não está claro [fontes: Geological Society of London ; Tyson ; USGS ]. Terremotos, dos quais Yellowstone tem 1.000-3.000 anualmente, podem alertar sobre um evento vulcânico, mas também podem liberar pressão e, assim, ajudar a evitar um [fontes: Achenbach ; USGS ].

Os supervulcões também liberam pressão periodicamente por meio de erupções menores. Nos 640.000 anos desde Lava Creek, Yellowstone experimentou cerca de 80 erupções não explosivas, produtoras de lava, e a próxima erupção de Yellowstone provavelmente será da escala do Pinatubo - longe de ser insignificante, mas não um supervulcão [fontes: Achenbach ; USGS ].

Mas e se os dados não rolarem do nosso jeito? Como seria uma erupção supervulcânica em Yellowstone?

Ponto de inflexão

O tamanho dos supervulcões, combinado com nossa falta de dados sobre os tipos e quantidades de gases que eles produzem, dificultam a previsão de seus impactos climáticos - especialmente quando você considera a complexidade do sistema climático da Terra. Mas sabemos de pontos de inflexão na natureza que podem causar alterações climáticas rápidas, irreversíveis (ou lentas de reverter). O crescimento das geleiras e o derretimento da calota de gelo, por exemplo, funcionam por meio de ciclos de feedback que podem acelerar ao longo do tempo. O supervulcão Toba acelerou de maneira viável uma era glacial ao colocar o polegar na balança de uma dessas balanças [fontes: Achenbach ; Friedman-Rudovsky ; Sociedade Geológica de Londres ; Marechal ; Tyson ].

A maioria das supererupções ocorre em áreas que permanecem ativas por milhões de anos, mas desfrutam de um longo período de repouso , então não confie muito na aparente calma de Yellowstone. De um modo geral, quanto maior a dormência , maior o boom [fonte: Geological Society of London ].

Como outras áreas supervulcânicas, Yellowstone fica em uma zona tectônica ativa há muito tempo, uma crosta enfraquecida e afinada cobrindo uma cúpula de magma de 2.500 F (1.370 C) subindo do manto superior . Essa cúpula derreteu e quebrou na crosta para criar duas câmaras de magma de aproximadamente 8 a 11 quilômetros no subsolo, cada uma medindo mais de 48 quilômetros de diâmetro [fonte: Encyclopedia Britannica ]. Essas câmaras de magma são preenchidas com um amálgama de magma, rocha semissólida e gases dissolvidos como vapor de água e dióxido de carbono.

Ao longo de séculos e milênios, magma adicional se acumula, fornecendo mais calor e pressão, empurrando o terreno sobreposto para cima pouco a pouco. Se a câmara recebe um suprimento constante e substancial de magma quente, a pressão aumenta em um processo frequentemente cíclico chamado incubação . Se isso não acontecer, algum material solidifica e afunda, removendo a pressão. O grande volume da câmara de magma de um supervulcão significa que a incubação requer uma taxa de entrega de calor 2-3 ordens de magnitude maior do que a de um vulcão tradicional [fontes: Achenbach ; Klemetti ].

Eventualmente, a sobrepressão cria fraturas ao longo da periferia da cúpula, liberando a pressão da câmara. O magma cheio de gás explode em direção ao céu, chovendo cinzas e detritos por centenas de quilômetros e liberando fluxos piroclásticos mortais - nuvens espessas e rápidas de gás, cinzas e rochas fervendo da erupção a 1.470 F (800 C) - em dezenas de de milhares de milhas quadradas [fontes: Achenbach ; Sociedade Geológica de Londres ].

Explosões adicionais aparecem periodicamente por semanas. As cinzas descem em escala regional, enchendo o céu com poluentes e cobrindo dezenas de milhões de milhas quadradas em polegadas de cinzas que matam plantações [fontes: Geological Society of London ; Klemetti ]. Até que se estabeleça, qualquer pessoa em um raio de milhares de quilômetros ao redor corre o risco de respirar pequenas agulhas de vidro, estourar vasos sanguíneos pulmonares e se afogar em uma lama de cinzas e umidade pulmonar [fontes: Achenbach ; Sociedade Geológica de Londres ; Tyson ]. As cinzas derrubam telhados, poluem fontes vitais de água e estragam motores de veículos, provocando uma crise na produção de alimentos, transporte, comunicação e economia que dura meses a anos [fontes:Sociedade Geológica de Londres ; Klemetti ].

Dentro de semanas, aerossóis de poeira e sulfato circundam o globo, filtrando a luz solar e resfriando as temperaturas médias globais em cerca de 5-9 F (3-5 C) por vários anos depois [fontes: Geological Society of London ; Klemetti ; Marechal ]. Um terço dos EUA, particularmente os estados de Montana, Idaho e Wyoming, permanecem inabitáveis ​​por meses, possivelmente anos [fontes: Tyson ; USGS ].

Felizmente, as probabilidades argumentam contra isso acontecer tão cedo. Mas outra supererupção, algum dia, em algum lugar do mundo, é inevitável. Talvez seja hora de começarmos naquela colônia de Marte, afinal.

Não é preciso muito

Embora 50 vezes menor que um supervulcão, Pinatubo (1991), na ilha filipina de Luzon, reduziu as temperaturas da superfície no Hemisfério Norte em até 0,9-1,1 F (0,5-0,6 C). Tambora (1815) diminuiu as temperaturas do verão no Hemisfério Norte por dois anos consecutivos. Krakatau (1883) causou uma queda média de 0,9-1,8 F (0,5-1,0 C) nas temperaturas mais baixas da atmosfera que durou anos. Essas médias provavelmente escondem efeitos locais mais graves [fontes: Geological Society of London ; Auto et ai. ].

Nota do autor: Como funcionam os supervulcões

Os supervulcões apresentam um assunto fascinante, mas difícil de escrever. Por um lado, nos maravilhamos com a tremenda escala revelada através de suas vastas caldeiras e depósitos de pilhas altas, e podemos intuir sua capacidade de mudança climática por meio de núcleos de gelo, anéis de árvores e micróbios que alteram sua estrutura em resposta às mudanças climáticas. Por outro, há muito que não sabemos sobre o conteúdo de seus magmas e a dinâmica que impulsiona suas plumas profundas. Mesmo produtos químicos e materiais aparentemente inofensivos podem causar perturbações incalculáveis ​​no clima se despejados na atmosfera em quantidades suficientes. Nós simplesmente não sabemos.

E é isso que é aterrorizante nesses gigantes. Apesar de todo o nosso conhecimento sobre eventos vulcânicos e tectônicos, e mesmo que os supervulcões existam aqui na Terra, de certa forma eles podem muito bem ser meteoros em nível de extinção do espaço sideral. Nossa capacidade de prevê-los, ou de fazer qualquer coisa sobre eles, é igualmente pequena e, em ambos os casos, ficamos agarrados ao frio conforto das probabilidades longas.

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