Um pequeno vazamento levou a um colapso maciço e inesperado no vulcão Kilauea



A erupção de 2018 em Kilauea, no Havaí, caracterizou o espetacular colapso da caldeira do vulcão, criando um buraco quase tão profundo quanto o One World Trade Center, em Nova York, é alto no seu cume. Agora, novas pesquisas constatam que essa mudança dramática foi desencadeada por apenas um pequeno vazamento de magma do reservatório abaixo do pico.

O colapso instantâneo e explosivo da caldeira, como o evento que formou o Lago Crater do Oregon, há 7.700 anos, é um fenômeno mais conhecido. Mas as novas descobertas sugerem que eventos de colapso em câmera lenta como os de Kilauea – que são muito diferentes na natureza – podem estar ocorrendo em vulcões ao redor do mundo. De fato, um comparável ocorreu na caldeira de Bardarbunga, na Islândia, entre 2014 e 2015.

"O que aprendemos com esses dois eventos (Kilauea e Bardarbunga) é que pode não haver muito aviso", diz o geofísico Magnus Tumi Gudmundsson, que estudou o colapso de Bardarbunga, mas não participou da nova pesquisa de Kilauea. No início, diz Gudmundsson, as erupções do colapso da caldeira parecem muito com erupções típicas. “Então, quando as condições forem adequadas, a câmara de magma sob um vulcão pode simplesmente se separar, o magma pode fluir livremente e o teto da caldeira cai.”

Kilauea é um vulcão com escudo largo de 1.250 metros de altura na costa sudeste da Ilha Grande do Havaí. Em 1983, começou a arrotar lava de sua zona oriental do Rift, uma área fraturada por fissuras criadas à medida que a gravidade puxa toda a área para baixo, em direção ao mar. Essa erupção culminou furiosamente em maio de 2018, quando o lago de lava dentro da caldeira, ou cratera, no cume do vulcão começou a drenar como um balde com um buraco. Simultaneamente, a parte inferior da Zona do Rift Oriental ganhou vida com fontes de lava e novas fissuras, uma das quais jorrou um rio de lava que corria por bairros residenciais e para o mar. Mais de 700 casas e outros edifícios foram destruídos antes da erupção parar em agosto de 2018.

Essa visão de lapso de tempo mostra o lago de lava de Kilauea drenando. Crédito: Matthew Patrick Pesquisa Geológica dos EUA

O desastre ocorreu sob o olhar atento de mais equipamentos científicos – incluindo drones, sensores GPS, câmeras térmicas e radares baseados em satélite – do que qualquer erupção de colapso da caldeira na história. "Alguns dos detalhes que você recebe de Kilauea são diferentes de tudo que já vimos antes", diz Gudmundsson.

Em três artigos separados publicados esta semana em Ciência, os pesquisadores juntaram grande parte dos dados desses instrumentos para contar a história da erupção de Kilauea do cume ao mar. A primeira revelação, descoberta em um liderado pelo geofísico Kyle Anderson, do US Geological Survey, foi que a erupção causou o colapso da caldeira e não o contrário. Essa relação foi uma questão geológica de ovo e galinha debatida entre os cientistas, mas tanto em Bardarbunga quanto em Kilauea, a erupção claramente veio primeiro. Anderson e sua equipe descobriram que a fenda da ilha, que ocorre quando a gravidade arrasta a encosta do Kilauea em direção ao mar, abriu fissuras para o magma drenar do reservatório do vulcão e do lago de lava acima dele. Quando o magma abaixo da caldeira desapareceu, toda a rocha em seu chão desmoronou mais de 500 metros em uma área de cinco quilômetros quadrados. Uma vez que o piso da caldeira dobrou, pressurizou todo o sistema de encanamento subterrâneo de magma como um pistão – aumentando e prolongando a atividade eruptiva na zona de fenda.

Anteriormente, não havia boas estimativas de quanto a drenagem de magma é necessária para um colapso, mas Anderson diz que a erupção do Kilauea demonstrou que pode demorar muito pouco para iniciar esse processo inflamado. "Antes do primeiro colapso, na verdade apenas uma fração muito pequena do magma foi removida – quase certamente menos do que 3,5 a 4%", diz ele. A caldeira do cume de Kilauea pode já ter sido fina e falhada e, portanto, fraca, acrescenta Anderson. Resta ver se outras caldeiras são igualmente vulneráveis.

Esta fotografia aérea parece oeste através do cume de Kilauea em 12 de junho de 2018, após o início do colapso da caldeira. Partes do chão da cratera haviam diminuído até 180 metros em relação aos blocos intactos. Crédito: Kyle Anderson Pesquisa Geológica dos EUA

A conexão entre o colapso da caldeira e o fluxo de lava na zona oriental inferior do Rift ficou evidente em tempo real, diz Matthew Patrick, geofísico do Observatório Havaiano de Vulcões do USGS. Em, ele e seus colegas descobriram que o rio de lava que flui através da zona de fenda experimentou ondas de horas que ocorreram poucos minutos após o colapso na caldeira do cume, a 40 quilômetros de distância. Essas inundações de lava resultaram de pulsos de pressão criados pela caldeira em colapso, diz Patrick. Os pulsos às vezes faziam com que o canal de lava passasse por cima de suas margens, criando novos regatos que ameaçavam propriedades próximas. Um na zona de fenda, liderado pela Universidade do Havaí no vulcanologista de Hilo Cheryl Gansecki, cimentou ainda mais a conexão da zona de fenda da caldeira. Ele descobriu que o magma mais quente, provavelmente do reservatório do cume, se misturava ao magma que restava de erupções mais antigas.

Não é provável que Kilauea entre em erupção com tanto vigor até que sua câmara de magma se encha de rocha derretida do manto terrestre, o que pode levar anos ou décadas. Mas existem outros vulcões semelhantes em zonas de fenda em todo o mundo, da Islândia às Ilhas Galápagos, e as informações aprendidas em lugares como Kilauea e Bardarbunga podem ajudar a esclarecer como essas caldeiras distantes podem entrar em colapso.

"O colapso bem monitorado da caldeira pode fornecer informações cruciais sobre o sistema de encanamento de magma sob esses vulcões", diz Michelle Parks, geofísica do Serviço de Meteorologia da Islândia, que não participou da nova pesquisa. Esses novos detalhes podem incluir como o magma é armazenado, quanto dele está disponível para erupção e como é migrado, diz ela, acrescentando: “Todas essas informações são críticas para determinar o estilo potencial da erupção – e também o tamanho da erupção."