Editor’s Note (6/4/18): Esta história está sendo relançada à luz da erupção mortal do vulcão Fuego da Guatemala no domingo (3 de junho), que cobriu vilarejos próximos em fluxos rápidos de cinzas.
Attila Kilinc, chefe do departamento de geologia da Universidade de Cincinnati, oferece esta resposta. Mais recentemente, o Professor Kilinc tem estudado vulcões no Havaí e em Montserrat.
Quando uma parte do manto superior ou da crosta inferior da terra derrete, o magma se forma. Um vulcão é essencialmente uma abertura ou uma ventilação através da qual este magma e os gases dissolvidos que ele contém são descarregados. Embora existam vários factores que provocam uma erupção vulcânica, predominam três: a flutuabilidade do magma, a pressão dos gases exsolvidos no magma e a injecção de um novo lote de magma numa câmara de magma já cheia. O que se segue é uma breve descrição destes processos.
Como a rocha dentro da terra derrete, sua massa permanece a mesma enquanto seu volume aumenta – produzindo um derretimento menos denso que a rocha ao redor. Este magma mais leve sobe então em direcção à superfície em virtude da sua flutuabilidade. Se a densidade do magma entre a zona da sua geração e a superfície for inferior à das rochas circundantes e sobrepostas, o magma atinge a superfície e irrompe.
Magmas de composições ditas andesíticas e riolíticas também contêm voláteis dissolvidos como água, dióxido de enxofre e dióxido de carbono. Experimentos têm mostrado que a quantidade de um gás dissolvido no magma (sua solubilidade) à pressão atmosférica é zero, mas aumenta com o aumento da pressão.
Por exemplo, em um magma andesítico saturado com água e seis quilômetros abaixo da superfície, cerca de 5% do seu peso é água dissolvida. À medida que este magma se move em direção à superfície, a solubilidade da água no magma diminui, e assim o excesso de água se separa do magma sob a forma de bolhas. À medida que o magma se aproxima da superfície, mais e mais água exsolve do magma, aumentando assim a relação gás/magma no conduto. Quando o volume das bolhas atinge cerca de 75%, o magma desintegra-se em piroclastos (parcialmente fundidos e fragmentos sólidos) e irrompe explosivamente.
O terceiro processo que provoca erupções vulcânicas é uma injecção de novo magma numa câmara já cheia de magma de composição semelhante ou diferente. Essa injeção força parte do magma da câmara a subir no conduto e irromper na superfície.
Embora os vulcanólogos estejam bem cientes desses três processos, eles ainda não podem prever uma erupção vulcânica. Mas eles fizeram avanços significativos na previsão de erupções vulcânicas. A previsão envolve o provável caráter e tempo de uma erupção em um vulcão monitorado. O caráter de uma erupção é baseado no registro pré-histórico e histórico do vulcão em questão e de seus produtos vulcânicos. Por exemplo, um vulcão em erupção violenta que tenha produzido queda de cinzas, fluxo de cinzas e fluxos de lama vulcânicos (ou lahares), é provável que faça o mesmo no futuro.
Determinar o tempo de erupção de um vulcão monitorado depende da medição de vários parâmetros, incluindo, mas não limitado a, atividade sísmica no vulcão (especialmente profundidade e freqüência de terremotos vulcânicos), deformações do solo (determinadas usando um tiltmetro e/ou GPS, e interferometria de satélite), e emissões de gás (amostragem da quantidade de gás de dióxido de enxofre emitida pelo espectrômetro de correlação, ou COSPEC). Um excelente exemplo de previsão bem sucedida ocorreu em 1991. Os vulcanólogos do U.S. Geological Survey previram com precisão a erupção do vulcão Pinatubo nas Filipinas em 15 de junho, permitindo a evacuação oportuna da Base Aérea Clark e salvando milhares de vidas.