MARGARIDA BARBOSA TEIXEIRA

VULCANOLOGIA

Vulcanismo2

Vulcanismo residual ou secundário3

A energia calorífica libertada pela câmara magmática, origina a libertação de materiais líquidos e gasosos existentes nas rochas encaixantes.

Fumarolas

Géiseres

Nascentes termais

Associado ao vulcanismo primário, existe um conjunto de manifestações secundárias de vulcanismo que podem ocorrer antes da erupção ou como fenómenos residuais depois de esta ocorrer e mantêm-se, muitas vezes, durante anos ou séculos.

Vulcanismo residual ou Secundário4

Fumarolas são emissões de vapores de água, frequentemente associadas a outros gases. (http://www.youtube.com/watch?v=LDTG9bJ4Lxk)

Sulfataras – fumarolas ricas em compostos de enxofre.

Mofetas – fumarolas ricas em dióxido de carbono.

Vulcanismo residual ou Secundário5

Géiseres - Jatos intermitentes de água quente e de vapor (http://www.youtube.com/watch?v=169EvbL1xiY&feature=related)

Nascentes termais - Nascentes de águas quentes mineralizadas.

Nota: As nascentes termais também surgem noutros contextos geológicos, como as que ocorrem em Portugal continental. Neste caso, a fonte de calor responsável pelo aquecimento da água não tem qualquer relação com a actividade vulcânica, mas é o aumento de temperatura em profundidade que aquece a água, à medida que esta se infiltra ao longo de falhas.

Vulcanismo central e fissural6

A erupção ocorre num aparelho vulcânico com uma chaminé cilíndrica, uma cratera circular central num cone mais ou menos elevado, por onde saem as lavas e os materiais piroclásticos.

Corresponde à típica atividade continental.

Vulcanismo central

Vulcanismo central e fissural7

Vulcanismo fissural(http://www.youtube.com/watch?v=076edgLMlTE)

Vulcanismo central e fissural8

As erupções ocorrem ao longo de fraturas/fendas da superfície terrestre.

Representa o caso mais vulgar de vulcanismo, não possui chaminé cilíndrica, nem cratera circular.

Ocorre nas zonas de rifte.

As erupções subaquáticas ao nível dos riftes originam novos fundos oceânicos.

As lavas são básicas.

As erupções, quando são continentais originam extensos planaltos de lava basáltica (ex. Decão na Índia).

Vulcanismo fissural

Vulcanismo central e fissural9

Estrutura do cone vulcânico

Ascensão do magma10

A ascensão do magma ocorre fundamentalmente devido às seguintes características presentes no reservatório magmático:

elevada temperatura e em relação às rochas encaixantes e consequente diminuição de densidade;

elevada pressão resultante quer de movimentos tectónicos quer da chegada de novo magma;

presença de gases (substâncias voláteis).

Ascensão do magma11

Presença de gases (substâncias voláteis).

Geralmente, a elevada pressão os gases encontram-se dissolvidos nos líquidos (tal como acontece nos gases que se encontram na garrafa de champanhe fechada).

A subida de algum magma gera a diminuição da pressão na câmara magmática e consequentemente a dissolução dos gases no magma diminui (tal como quando se retiram os arames da garrafa de champanhe).

A libertação dos gases do magma tem como consequência a sua expansão e consequentemente ocupam mais volume, pressionando o magma a ascender (do mesmo modo que na garrafa a rolha salta e o gás liberta-se, pressionando o champanhe a sair).

Se o magma for fluido ascende com facilidade originando jatos ou escorrência de lava.

Se o magma for viscoso não consegue ascender e os gases, à medida que se expandem, fraturam as rochas do cone vulcânico, originando grandes explosões e saída de piroclastos (lava sólida).

Caldeira magmática12

Caldeira das Sete CidadesS. Miguel – Açores

Formação de uma caldeira de colapso

(http://www.youtube.com/watch?v=EyqJpXDQG7k&feature=player_embedded)

Caldeira vulcânica13

A origem de uma caldeira vulcânica (de colapso ou de subsidência) está relacionada com a rápida libertação de magma, geralmente devido a erupções explosivas, provocando:

esvaziamento parcial da câmaras magmática,

colapso de toda a estrutura acima da câmara (facilitado pela existência de fraturas circulares causadas pela libertação dos gases).

Águas das chuvas ou dos degelos podem ficar cativas na caldeira, formando uma lagoa.

Magma14

Material com origem na fusão de rochas:

do manto;

da crosta, nos limites convergentes de placas;

Formado por uma mistura de silicatos;

Em fusão – 650 0C a 1200 0C;

Com uma percentagem variável de gases dissolvidos;

Pode conter cristais, em suspensão.

A lava corresponde ao magma depois de, no momento da erupção, sofrer desgaseificação (magma = lava + gases).

A natureza da lava emitida por um vulcão determina o tipo de atividade vulcânica – explosiva ou efusiva.

Magma

Magma15

Tipos de magma

Magma16

Tipos de magma

Tipos de magmaBásico Intermédio Ácido

% de Sílica - 50% + 50% a - 70% +70%

Temperatura + 1000 0C 800 0C - 1000 0C 650 0C – 800 0C

Viscosidade Fluido Intermédio Viscoso

Origem fusão de rochas…

Manto(Peridotitos)

Crusta oceânica(Basalto)

Crusta continental(Granito)

Principal material expelido

Escorrência de lavas

Piroclastos

Cone vulcânico Baixo de vertentes suaves

Alto de vertentes íngremes

Origina erupções Efusivas Explosivas

Magma17

A viscosidade do magma depende:

da temperatura (menor temperatura maior viscosidade),

da quantidade de sílica (mais sílica maior viscosidade),

da pressão (mais pressão mais viscosidade).

da quantidade de gás (menos gás mais viscosidade).

O granito é uma rocha rica em gases, pelo que o magma que resulta da sua fusão – magma ácido – é rico em gases (relativamente ao magma básico).

Tipos de atividade vulcânica18

Tipos de atividade vulcânica19

Origina erupções explosivas com cones vulcânicos altos com vertentes íngremes (formadas pela acumulação de piroclastos).

(http://www.youtube.com/watch?v=oOqKuVGhOhQ&feature=related)

Magma ácido

Tipos de atividade vulcânica20

Tipos de atividade vulcânica21

Origina erupções efusivas com cones vulcânicos baixos com vertentes suaves.

(http://www.youtube.com/watch?v=wQc2CqFVje4)

Magma básico

Tipos de atividade vulcânica22

Tipos de atividade vulcânica23

Atividade mista

Fases explosivas alternam com fases efusivas.

Vulcões de cones mistos, nos quais alternam camadas de lavas com camadas de piroclastos.

Materiais expelidos pelos vulcões 24

Lavas25

As lavas, conforme a sua composição e a velocidade de arrefecimento a que foram submetidas, podem apresentar à superfície aspetos muito variados:

lavas encordoadas ou «pahoehoe»

lavas escoriáceas ou «aa»

lavas em almofada ou «pillow-lavas»

Lavas básicas

Lavas26

Classificação Características

Eru

pção

aére

a

Lava encordoada (pahoehoe)

Lava muito fluida que, ao arrefecer, sofre um enrolamento, devido a ocorrer o fluxo de lava por baixo, formando uma textura semelhante a cordas .

Lava escoriácea

(aa)

Lava mais viscosa que a encordoada que, por se movimentar mais lentamente, forma uma camada superficial sólida, espessa, muito irregular e áspera (devido à perda rápida de gases) .

Eru

pção

su

bm

arin

a

Lava em almofada

(pillow-lava)

Lava que, em contacto com a água do mar, arrefece exteriormente de um modo rápido, originando estruturas esféricas, semelhantes a almofadas.

Lavas27

Lavas encordoadas e escoriáceas

Lavas28

Lavas em almofada

Lavas em almofada

Lavas29

As lavas ácidas como são viscosas não chegam a derramar e formam:

agulhas vulcânicas, na chaminé,

domas na cúpula,

Lavas30

Agulha vulcânica

“Rolha gigante” formada quando o magma , muito viscoso, solidifica na chaminé.

Doma ou Cúpula

Lava muito viscosa que solidifica obstruindo a cratera

Piroclastos31

Piroclastos são materiais sólidos expelidos durante a erupção vulcânica.

Piroclastos

de queda – caem devido ao peso (Bombas, Lapili e Cinzas),

de fluxo – movimentam-se envolvidos em gases ou em água, sob a forma de uma escoada.

Piroclastos32

Classificação dos piroclastos de queda, em função da granulometria dos clastos/fragmentos.

Piroclastos33

Classificação dos piroclastos, em função das suas características morfo-texturais.

Pedra-pomesProveniente da solidificação de magma ácido, de cor clara, granular, muito porosa que flutua na água

EscóriaProveniente da solidificação de magma intermédio ou básico, de cor escura, com vesicularidade, densidade e formas variadas.

Piroclastos34

Piroclastos de fluxo

Escoadas piroclásticas – clastos geralmente de dimensões reduzidas (cinzas) movimentam-se envolvidos em gás a temperatura elevada (nuvens ardentes).

Escoadas de lama – clastos (geralmente cinzas) movimentam-se envolvidos em água

Gases35

Durante uma erupção são libertados diferentes tipos de gases, sendo o mais comum o vapor de água.

Outros gases libertados são: CO, CO2, H2, N2, HCl e compostos de enxofre.

Vulcanismo nos Açores36

Localização geotectónica

O arquipélago dos Açores situa-se em pleno Atlântico Norte a uma distância de cerca de 1600 km do continente europeu.

É composto por nove ilhas e diversos ilhéus, dispostas ao longo de um conjunto de alinhamentos tectónicos.

As ilhas emergem de uma vasta zona submarina pouco profunda – a Plataforma dos Açores.

Vulcanismo nos Açores37

Localização geotectónica

A geodinâmica associada ao arquipélago dos Açores está condicionada pela junção tripla (enquadramento tectónico) entre as placas litosféricas Norte-americana, Euroasiática e Africana.

Um dos limites da plataforma dos Açores é constituído pela Dorsal Médio-Atlântica e o outro pelo denominado Rifte da Terceira.

A Dorsal Médio-Atlântica é cortada por diversas falhas ativas.

Vulcanismo nos Açores38

Localização geotectónica

O Rifte da Terceira é uma zona de expansão oceânica perpendicular à Dorsal Médio-Oceânica que faz parte de um limite tectónico mais amplo (a fronteira entre as placas Euroasiática e Africana), designado Falha Açores-Gibraltar.

Vulcanismo nos Açores39

Localização geotectónica

A Falha Açores-Gibraltar, por apresentar características tectónicas distintas, é subdividida em três troços com comprimentos e comportamentos tectónicos distintos:

Banco de Gorringe (BG) a este (forças compressivas),

Falha da Glória (FG), entre as placas Euroasiática e Africana (forças de

cisalhamento),Rifte da Terceira (RT) a oeste (forças distensivas).

Dado o seu enquadramento geotectónico, a região dos Açores apresenta importante atividade vulcânica e sísmica.

Vulcanismo e tectónica de placas40

A distribuição dos vulcões não se dá ao acaso. A maioria encontra-se associada a riftes e a zonas de subducção, ou seja a zonas de fronteira de placas – vulcanismo interplaca.Por vezes localizam-se no interior da placa tectónica, associados a hotspots (pontos quentes) – vulcanismo intraplaca.

Vulcanismo intraplaca41

Os pontos quentes são fontes de magma responsáveis pela extrusão de grandes quantidades de lavas. Admite-se que os pontos quentes se relacionam com as chamadas plumas térmicas - longas colunas de material quente e pouco denso - que sobem através do manto até à base da litosfera.Devido à subida, este material experimenta descompressão levando à sua fusão.

Vulcanismo intraplaca42

O ponto quente (hotspot) mantém-se fixo e os penachos de magma perfuram a placa, originando um vulcão.

A placa desloca-se sobre o ponto quente, afastando-se da fonte de magma devido ao seu movimento.

O vulcão formado extingue-se, originando-se outro sobre o ponto quente.

Devido ao movimento da placa, as ilhas afastam-se do ponto quente, sendo tanto mais antigas, quanto mais afastadas se encontrarem do ponto quente.

Vulcanismo intraplaca43

O arquipélago do Havai

Vulcanismo intraplaca44

Localização dos principais pontos quentes

Ponto quente Dorsal Zona de subducção

Vulcanismo intraplaca45

Vulcanismo intraplaca46

No mapa estão representados hotspots (pontos quentes), planaltos oceânicos e mantos basálticos continentais (planaltos de basalto - espessas e extensas acumulações de derrames basálticos muito fluidos) relacionados com plumas térmicas.

Nos fundos oceânicos, o vulcanismo basáltico formou centenas de ilhas, cordilheiras marinhas e planaltos. Nos continentes, sobre plumas térmicas, ocorreram também inundações basálticas.

Estes mantos basálticos ter-se-ão formado quando as posições das placas litosféricas onde se encontram eram muito diferentes das atuais. A origem destes planaltos está ligada aos pontos quentes e a sua localização relativa, bem como dos pontos quentes ativos que terão estado na sua origem, pode ser utilizada para determinar as trajetórias das placas.

Mantos basálticos antigos (representados a cinzento) estão ligados a pontos quentes atualmente ativos, através de cordilheiras oceânicas lineares (linhas vermelhas). Por exemplo, os vulcões atualmente ativos na ilha Tristão da Cunha no Atlântico Sul marcam a localização de um ponto quente que inicialmente, aproximadamente à 125 M.a., originou mantos basálticos na América do Sul e em África. No Atlântico Norte dois mantos basálticos, com cerca de 65 M. a., estão relacionados com uma pluma térmica localizada por baixo da Islândia.

Vulcanismo de zona de subducção47

Na Cintura de Fogo do Pacífico:

a convergência entre duas porções de litosfera oceânica forma um arco insular (como o Japão e as Filipinas no Pacífico Oeste);

a convergência entre uma porção de litosfera oceânica e outra de litosfera continental forma uma cadeia vulcânica continental (como aquela em que se encontra o Monte de S.ta Helena nos E.U.A., junto ao Pacífico Oriental).

Vulcanismo de ponto quente48

Nos fundos do Oceano Pacífico existem inúmeros vulcões quer submarinos quer à superfície.

Os vulcões que atingem a superfície formam arquipélagos, como por exemplo o das Carolinas, o Marshall e o do Havai.

Vulcanismo de dorsal49

Há vulcões submarinos ao longo das dorsais, particularmente no rifte.

Na Dorsal Médio Atlântica associado ao vulcanismo de rifte há alguns casos de vulcanismo de ponto quente, como por exemplo na Islândia.

Vulcanismo interplaca e intraplaca50

Vulcanismo e tectónica de placas51

A – Zona de afastamento de placas - rifteB – Zona de colisão de uma placa continental com uma placa oceânicaC – Zona de colisão entre duas placas continentaisD - Zona de colisão entre duas placas oceânicasE – Zona intraplaca – Pluma térmica/ponto quente

Vulcanismo e tectónica de placas52

Tipos de magmas

Básico Intermédio Ácido% de Sílica <50% 50% - 70% >70%Temperatura >10000C 800 0C – 1000 0CViscosidade Fluido Viscoso

Origem do magma –fusão de rochas ... ...do manto

(peridotitos)

... nas zonas de subducção

... da crosta continental

Associado a vulcanismo ...

... de rifte (A) e intraplaca (E)

... de subducção (D e B)

... de subducção (B)

Tipo de erupção efusiva explosiva explosiva

O vulcanismo relacionado com os limites divergentes de placas e com os pontos quentes é, normalmente, do tipo efusivo, com formação de rochas basálticas, uma vez que os magmas são básicos (com origem no manto).

O vulcanismo que ocorre nos limites convergentes é geralmente do tipo explosivo, cujas lavas são mais ácidas.

Vulcanismo como fonte de recursos naturais

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As lagoas vulcânicas são fonte de turismo do arquipélago dos Açores.

Atualmente, 64% da energia da Islândia é proveniente de fontes geotérmicas

Vulcanismo como fonte de recursos naturais

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Interesse para a agricultura - solos vulcânicos, ricos em substâncias minerais, são muito férteis.

Aproveitamento de energia geotérmica para aquecimento (de habitações, piscinas, estufas, …) e para produção de energia elétrica em centrais geotérmicas;

Exploração de recursos minerais como enxofre, cobre e platina;

Importância medicinal - fontes termais;

Interesse turístico - contribui para o desenvolvimento das regiões.

Previsão dos riscos vulcânicos

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A vigilância de um vulcão é feita com o auxílio de diferentes tecnologias, que revelam se existem sinais de um aumento de atividade, sendo percursores da atividade vulcânica.

Procedimentos adequados à vigilância de vulcões (previsão vulcânica):

Detetar a deformação do cone vulcânico, através de aparelhos que medem a inclinação - clinómetros.

Detetar a variação da distância entre dois pontos específicos do vulcão.

Determinar variações do campo magnético através de magnetómetros.

Registar sismos utilizando uma rede de sismógrafos ligados a uma estação central.

Registar a variação da temperatura das fumarolas, de fontes termais, da água dos lagos e poços próximos.

Detetar variações súbitas da temperatura do solo nas proximidades do vulcão, através de sensores localizados em satélites artificiais.

Analisar a composição química dos gases libertados, em estações geoquímicas.

Detetar variações da força gravítica utilizando gravímetros.

Prevenção dos riscos vulcânicos

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Prevenção dos riscos vulcânicos

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Os danos causados por uma erupção vulcânica, incluindo o número de mortes e feridos, depende de um elevado número de fatores, nomeadamente a distância ao centro eruptivo, a magnitude da erupção, os perigos vulcânicos associados e a frequência eruptiva.

Os danos reportados em termos de saúde pública referem-se na sua grande maioria ao vulcanismo explosivo; as mortes são geralmente causadas por escoadas piroclásticas.

São muito limitados os efeitos causados diretamente no Homem pelo vulcanismo efusivo, salvo nos casos de uma aproximação exageradamente perigosa às escoadas lávicas.

Geralmente as erupções explosivas são mais prejudiciais do que as efusivas

Previsão e prevenção de riscos vulcânicos

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Síntese

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