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Cientistas do Scripps Institution of Oceanography da UC San Diego descobriram assinaturas geoquímicas de magma acumulado sob a superfície durante os incêndios de Fagradalsfjall em 2021, na Islândia.
O episódio vulcânico mais recente da Islândia na península de Reykjanes, que deve durar séculos, começou com um vasto magma se acumulando logo abaixo da superfície.
Pesquisadores da Scripps Institution of Oceanography da UC San Diego detectaram acúmulo de magma sob o vulcão Fagradalsfjall da Islândia durante a erupção de 2021. Amostragens contínuas revelaram contaminação crustal em lavas antigas, ao contrário de crenças anteriores. Este estudo destaca a importância do armazenamento de magma crustal na atividade vulcânica.
Assinaturas geoquímicas e agrupamento de magma
Cientistas da Instituição Scripps de Oceanografia da Universidade da Califórnia, em San Diego, detectaram assinaturas geoquímicas de magma acumulado e derretido sob a superfície durante os “Incêndios Fagradalsfjall”, que começaram na península de Reykjanes, na Islândia, em 2021.
Amostragem contínua das lavas erupcionadas do vulcão Fagradalsfjall permitiu uma análise detalhada de séries temporais de sinais geoquímicos. Elas mostram que o início da erupção começou com o acúmulo massivo de magma, contrastando com a hipótese inicial de ascensão do magma diretamente do manto.
O geólogo James Day da Scripps Oceanography e seus colegas relatam as análises hoje (31 de julho) no periódico Natureza.
Visitantes testemunham a erupção do Meradalir em 2022. Crédito: Savannah Kelly/Scripps Oceanography
Análise geoquímica e de 'sangue' vulcânico
“Coletando lavas em intervalos regulares e medindo suas composições em laboratório, podemos dizer o que está alimentando o vulcão em profundidade”, disse o líder do estudo Day. “É um pouco como fazer medições regulares do sangue de alguém. Neste caso, o 'sangue' do vulcão são as lavas derretidas que emanam tão espetacularmente dele.”
Day, alunos da Scripps Oceanography e colegas internacionais têm estudado lavas basálticas de outras erupções vulcânicas recentes, além da Islândia. Isso inclui a erupção de 2021 do vulcão Tajogaite na ilha de La Palma nas Ilhas Canárias e a erupção de 2022 do Mauna Loa no Havaí. Eles encontraram evidências de acúmulo de magma semelhante abaixo de La Palma.
Importância do armazenamento de magma crustal
“O que torna a erupção da Islândia tão notável é o enorme sinal de crosta dentro das primeiras lavas”, disse Day. “Junto com nossos estudos de La Palma, isso sugere que o armazenamento de magma crustal pode ser um processo comum envolvido na preparação para erupções basálticas maiores, como as da Islândia ou das Ilhas Canárias. Essas informações serão importantes para entender o risco vulcânico no futuro”, ele acrescentou, “pois podem ajudar a prever a atividade vulcânica”.
Estudos anteriores sugeriram que os incêndios de Fagradalsfjall irromperam da superfície sem interação com a crosta. A equipe de Day, incluindo a estudante de graduação da UC San Diego Savannah Kelly, usou a composição isotópica do elemento ósmio para entender o que estava acontecendo abaixo do vulcão.
“O que é útil sobre o uso do ósmio”, disse Day, “é que um de seus isótopos é produzido pela decadência radiogênica de outro metal, o rênio. Como os elementos se comportam de forma diferente durante a fusão, um dos elementos, o rênio, é enriquecido na crosta terrestre.” Day e colegas aproveitaram os comportamentos distintos do rênio e do ósmio para mostrar que as primeiras lavas dos incêndios de Fagradalsfjall foram contaminadas pela crosta.
Camadas da Terra e processos vulcânicos
A Terra pode ser dividida em uma série de camadas. A porção mais profunda é o núcleo metálico. As camadas mais rasas são a atmosfera, o oceano e a crosta rochosa. Todos os seres humanos vivem na crosta, que é dominada por tipos de rochas como granito ou basalto, como os encontrados nas lavas da Islândia. Entre o núcleo e a crosta está o vasto manto da Terra. Esta camada do manto é onde ocorre o derretimento para produzir os magmas que alimentam vulcões como os da Islândia.
Trabalhos anteriores publicados sobre as recentes erupções vulcânicas na Cordilheira Reykjanes usaram outras impressões digitais geoquímicas para estudar as lavas. Essas impressões digitais sugeriram apenas contribuições do manto para as lavas. Isótopos de ósmio são altamente sensíveis à crosta e permitiram a identificação inequívoca de sua adição às lavas iniciais.
Descobertas surpreendentes de lavas antigas
“O trabalho começou como uma experiência de pesquisa de graduação para Savannah (Kelly) e esperávamos ver assinaturas do manto nas lavas durante toda a erupção”, disse Day. “Você pode imaginar nossa surpresa quando estávamos sentados em frente ao espectrômetro de massa medindo as primeiras amostras e vimos sinais óbvios de crosta dentro delas.”
A equipe analisou lavas em erupção do vulcão Fagradalsfjall em 2021 e em 2022. As lavas de 2021 foram contaminadas pela crosta, as de 2022 não. Eles concluíram que as primeiras lavas se acumularam na crosta e a interação com a crosta pode ter ajudado a desencadear a erupção.
“Depois disso, parece que o magma de erupções posteriores usou caminhos pré-existentes para chegar à superfície”, disse Day.
Significado de longo prazo dos estudos vulcânicos
Day e colegas planejam continuar seu trabalho na Islândia e outras erupções basálticas no futuro. Erupções anteriores na península de Reykjanes duraram séculos.
“Parece que os 'fogos' vulcânicos na Islândia vão durar mais do que eu”, disse Day. “As erupções que provavelmente continuarão lá fornecerão um tesouro de informações científicas importantes sobre como os vulcões funcionam e seus perigos associados. Nosso estudo mostra que o início da erupção não foi apenas visualmente espetacular, mas também geoquimicamente.”
Referência: “Assimilação da crosta profunda durante os incêndios de Fagradalsfjall de 2021, Islândia” 31 de julho de 2024, Natureza.
DOI: 10.1038/s41586-024-07750-0
Além de Day e Kelly, Geoffrey Cook da Scripps Oceanography, William Moreland e Thor Thordarsson da University of Iceland, e Valentin Troll da Uppsala University na Suécia estavam envolvidos na pesquisa. O programa de Petrologia e Geoquímica da National Science Foundation (NSF) financiou parcialmente a pesquisa.