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Quando um vulcão no Reino de Tonga, no Pacífico Sul, começou a entrar em erupção no final de dezembro de 2021 e depois explodiu violentamente em meados deste mês, o cientista da NASA Jim Garvin e seus colegas estavam extraordinariamente bem posicionados para estudar os eventos. Desde que novas áreas de terra surgiram acima da superfície da água em 2015 e se juntaram a duas ilhas existentes, Garvin e uma equipe internacional de pesquisadores monitoram as mudanças. A equipe usou uma combinação de observações de satélite e levantamentos geofísicos baseados na superfície para rastrear a evolução do pedaço da Terra em rápida mudança.

Os mapas digitais de elevação mostram as mudanças dramáticas em Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, a parte mais alta de um grande vulcão submarino. Ele se eleva a 1,8 quilômetro do fundo do mar, se estende por 20 quilômetros de diâmetro e possui ainda uma caldeira submarina de cinco quilômetros de diâmetro. A ilha faz parte da borda da Hunga Caldera e foi a única parte do edifício que ficou acima da água. Agora, com a violenta erupção, toda a nova terra que se formou sobre o mar já era junto com grandes pedaços das duas ilhas mais antigas.

“Esta é uma estimativa preliminar, mas achamos que a quantidade de energia liberada pela erupção foi equivalente a algo entre 4 a 18 megatons de TNT”, disse Garvin, cientista-chefe do Goddard Space Flight Center da NASA. “Esse número é baseado em quanto foi removido, quão resistente era a rocha e quão alta a nuvem de erupção foi lançada na atmosfera em uma variedade de velocidades”. A onda de choque gerada pela erupção varreu o mundo e foi registrada no Brasil.


A explosão liberou centenas de vezes a energia mecânica equivalente à explosão nuclear de Hiroshima, em agosto de 1945 e que matou dezenas de milhares de pessoas na cidade japonesa bombardeada pelos Estados Unidos no primeiro uso da história de armamento nuclear contra civis. Para comparação, os cientistas estimam que o Monte Santa Helena explodiu em 1980 com 24 megatons e o Krakatoa em 1883 com 200 megatons de energia. A erupção causou devastação na região próxima ao vulcão e gerou um tsunami que foi captado por sensores em várias partes do mundo, inclusive por marégrafos do IBGE no Brasil.

Garvin e o colega da NASA Dan Slayback trabalharam com vários pesquisadores para desenvolver mapas detalhados de Hunga Tonga-Hunga Ha’apai acima e abaixo da linha de água. Eles usaram radar de alta resolução da missão RADARSAT Constellation da Agência Espacial Canadense, observações ópticas da empresa comercial de satélites Maxar e altimetria da missão ICESat-2 da NASA. Eles também usaram dados de batimetria baseados em sonar coletados pelo Schmidt Ocean Institute, em parceria com a NASA e a Universidade de Columbia.

Nos últimos seis anos, pesquisadores da NASA, Columbia, o Serviço Geológico de Tonga e a Associação de Educação do Mar trabalharam juntos para determinar como o terreno jovem estava erodindo devido à agitação contínua das ondas e ocasionais ataques de ciclones tropicais. Eles também notaram como a vida selvagem – vários tipos de arbustos, gramíneas, insetos e pássaros – havia se mudado dos exuberantes ecossistemas de Hunga Tonga e Hunga Ha’apai e colonizado as paisagens mais áridas das terras mais novas formadas.

A maioria das erupções do estilo Surtseyan envolve uma quantidade relativamente pequena de água que entra em contato com o magma. “Se houver apenas um pouco de água escorrendo no magma, é como água batendo em uma frigideira quente. Você tem um flash de vapor e a água queima rapidamente”, explicou Garvin.

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“O que aconteceu no dia 15 foi muito diferente. Não sabemos a razão porque não temos sismômetros em Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, mas algo deve ter enfraquecido a rocha dura na fundação e causado um colapso parcial da borda norte da caldeira. Pense nisso como o fundo da panela caindo, permitindo que grandes quantidades de água entrem em uma câmara de magma subterrânea a uma temperatura muito alta”, disse.

A temperatura ou magma geralmente excede 1.000ºC e a água do mar está mais próxima de 20°C. A mistura dos dois pode ser incrivelmente explosiva, particularmente no espaço confinado de uma câmara de magma. “Esta não foi a erupção padrão de Surtseyan por causa da grande quantidade de água que teve que estar envolvida”, disse Garvin. “Na verdade, alguns dos meus colegas em vulcanologia acham que esse tipo de evento merece uma designação própria. Por enquanto, estamos chamando não oficialmente de uma erupção ‘ultra Surtseyan”.

Para um geólogo como Garvin, observar o nascimento e a evolução de uma “ilha Surtseyan” como esta é fascinante, em parte porque não existem muitos outros exemplos modernos. Além de Surtsey – que se formou perto da Islândia em 1963 a 1967 e ainda existe mais de meio século depois – a maioria das novas ilhas Surtsey são erodidas em poucos meses ou anos.

O que também interessa a Garvin sobre essas ilhas é o que elas podem nos ensinar sobre Marte. “Pequenas ilhas vulcânicas, feitas recentemente, evoluindo rapidamente, são janelas no papel das águas superficiais em Marte e como elas podem ter afetado pequenas formas vulcânicas semelhantes”, disse ele. “Na verdade, vemos campos de características semelhantes em Marte em várias regiões”, afirmou.

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