Formação dos vulcões
Os vulcões são responsáveis pela liberação de magma acima da superfície da crosta. Eles funcionam como válvulas de escape do magma (rocha em estado ígneo) e dos gases que existem na camadas mais interiores da Terra.
Tais materiais encontram-se sob altíssima pressão, assim como sob elevadas temperaturas. Diz-se, ainda, que o movimento das placas tectônicas pode causar as erupções vulcânicas.
Os vulcões resultam de uma fusão parcial, sob condições específicas, dos materiais das profundas camadas do interior do Planeta, fusão que produz o magma, expelido através de uma cratera ou fenda. As zonas onde ocorre esta fusão parcial estão ligadas à dinâmica do globo, e a distribuição dos vulcões na face da Terra é explicada de modo coerente pela teoria das placas tectônicas.
Em alguns casos os vulcões ocorrem em "ponto quente" no meio das placas tectônicas, como o caso do campo vulcânico no parque nacional de Yellowstone nos Estados Unidos ou das ilhas Havaianas.
Os vulcões marcam os grandes acidentes da litosfera e sua localização é classificada em função dos movimentos gerados pelo deslocamento das placas: zonas de divergências ou de abertura, como as dorsais oceânicas ou certas bacias de afundamento, zonas de convergências ou de subducção, que dão origem aos arcos insulares (Japão, Ilha de Sonda) e às cordilheiras de limites de placas (Andes); zonas "intraplaca", delimitadas pela existência de fissuras locais na crosta terrestre.
A profundidade e a diversidade dos materiais, determinam a composição das magmas. Assim, o magma resultante de vulcanismo ligado às zonas de divergências é de natureza toleítica; o proveniente de vulcanismo ligado à subducçaõ é calco-alcalino; e o originado de vulcões intraplaca é essencialmente alcalino.
Os produtos vulcânico são classificados segundo a composição química e mineralógica ou segundo propriedades físicas. Distinguem-se assim, as lavas, as projeções e os gases.
As lavas é a parte líquida do magma; ela forma o derramamento ou a extrusão, de acordo com sua maior ou menor viscosidade. Em geral, as lavas básicas são mais fluidas que ácidas, e se solidificam rapidamente e são freqüentemente cheias de bolhas.
As projeções resultantes das fases explosivas são classificadas em função de suas dimensões em : bombas, escórias, lapíli (produtos sólidos provenientes das erupções vulcânicas, do tamanho da avelã), cinzas e poeiras. A cimentação dessas projeções forma os tufos vulcânicos (qualquer dos produtos de projeção vulcânicas que se hajam consolidado). Os gases dissolvem-se na água ou na atmosfera, interferindo sobremaneira na evolução destas.
Onde duas placas movem-se se afastando, as erupções vulcânicas não são tão explosivas, gerados apenas rios de lavas mais fluida com entre 1 e 10 metros de espessura que se espalham por vastas áreas. Neste caso formam-se vulcões com bases maiores e mais inclinados. Os vulcões no Havaí e Islândia são exemplos típicos desse tipo de vulcão.
O mesmo não acontece quando as placas colidem. Nesse caso as erupções são violentas. A lava é grossa e viscosa, e nuvens de gás, poeira e fragmentos de lava podem ser lançados na atmosfera. O magma esfria rapidamente e acumula-se em volta da fenda, formando vulcões mais altos com os lados íngremes e com o diâmetro do cone central menor.
A colisão das placas na crostas oceânicas produziu arcos de ilhas, como as Antilhas e as ilhas japonesas.
A maioria dos mais altos são na verdade, uma composição dos dois tipos descritos acima. São formados por um ciclo de pequenas erupções de lava fluida, que cria uma base resistente e extensa, seguida de erupção explosiva que forma um cone central resistente.
No passado grandes explosões de lava fluida de complexos sistemas de fissuras aconteceram e formaram extensos platôs de até 130,000 Km², como é o caso do Platô Columbia nos estados de Oregon e Washington nos Estados Unidos. Erupções ainda mais volumosas, embora quietas acontecem até hoje no fundo dos oceanos, onde os pavimentos está em constante formação.
Vulcões com erupções são chamados ativos, e aqueles onde não ocorrem mais erupções são os extintos. Os vulcões apresentam, períodos de "repouso" (fase de letargia) mais ou menos longos (de100 a 10 mil anos podendo chegar a até 100 mil anos).
Os vulcões são responsáveis pela formação de rochas ígneas, também chamadas eruptivas, magmáticas ou vulcânicas. Elas nada mais são do que a lava solidificada. A lava geralmente sai do vulcão a uma temperatura de 850º a 1250º C. Normalmente a lava inclui alguns cristais flutuantes no material líquido. Se a lava esfria devagar os cristais podem ter tempo para crescer.
Os vulcões também são responsáveis pela formação de montanhas.
A forma dos edifícios vulcânicos depende da dinâmica, isto é, das propriedades físicas dos produtos emitidos, assim como da profundidade (entre 5 a 20 Km) e do volume da câmara ou reservatório magmático.
As erupções vulcânicas podem ser brutais. Dentre as mais mortíferas, destacam-se as erupções do Krakatoa, na Indonésia (1883); a do monte Pelée, na Martinica (1902) e a do Nevado Del Ruiz, na Colômbia (1985).
Importância do Vulcanismo
O vulcanismo é um fenômeno natural dos mais importantes que acontecem na crosta terrestre e principalmente no fundo dos oceanos, que cobrem 2/3 da superfície de nosso planeta e que são totalmente formados de lavas, onde também encontramos a mais colossal cadeia montanhosa com cerca de 7.000 Km de comprimento, 1.000 de largura e 3.000 de altura a grande dorsal suboceânica, que é formada por uma ininterrupta sucessão de vulcões.
Sua importância torna-se ainda mais visíveis quando levamos em consideração que as lavas constituem o principal componente da crosta terrestre, os movimentos das placas rígidas que esta crosta é formada e que está estreitamente relacionada aos fenômenos vulcânicos, participando tanto dos tremores de terra como do fundo oceânico, da deriva dos continentes e na participação do erguimento de montanhas.
O vulcanismo teve papel determinante nos primórdios da formação geológica de nosso globo, além disso ele também é responsável pelo aparecimento de novas terras e na subsistência de milhares de pessoas que vivem e cultivam as ricas terras de seus arredores. Sem a poeira e as cinzas vulcânicas , os solos seriam bem mais pobres e menos férteis, e sem fumarolas sulfurosas, existiriam menos jazidas metalíferas como as de cobre, zinco, magnésio, chumbo, mercúrio e outros, das quais a humanidade se aproveita.
Os vulcões provêem uma grande quantidade de riquezas dos recursos naturais. Emissão de pedra vulcânica, suprimento de gás a vapor são fontes de materiais industriais importantes e de substâncias químicas, como púmice, ácido bórico, amônia, e gás carbônico, além do enxofre. Na Islândia a maioria das casas em Reykjavik tem água aquecida proveniente dos vulcões. Estufas são aquecidas da mesma maneira e podem prover legumes frescos e frutas tropicais para esta ilha de clima báltico. Também é explorado o vapor geotermal como uma fonte de energia para a produção de eletricidade na Itália, Nova Zelândia, Estados Unidos, México, Japão e Rússia.
O estudo científico dos vulcões provê informação útil sobre os processos de mudança da Terra. Apesar do constante perigo e destrutivo do vulcões, as pessoas continuam a viver próximas aos mesmos devido à fertilidade do solo vulcânico. Elas também são atraídas pela energia geotérmica, abundante nestas regiões, além de fonte de turismo.
Lava e Magma
Fundida, quente ou liquefeita, as rochas localizadas profundamente debaixo da superfície da Terra são chamadas de magma.
Quando um vulcão estoura ou uma fenda ou rachadura acontece na Terra, o magma sobe e transborda. Quando flui para fora do vulcão ou fenda, normalmente misturado com o vapor e suprimento de gás, é chamada de lava.
A lava fresca varia de 1,300º a 2,200º F (700º a 1,200º C) em temperatura e brilhos vermelho a branco quando flui. Quantidades enormes de lava, bastante para inundar a zona rural inteira, podem ser produzidas pela erupção de um vulcão principal. Durante a erupção do vulcão Mauna Loa no Havaí em 1887, aproximadamente 2,3 milhões de toneladas métricas de lava por hora foi despejada por mais de seis dias.
Algumas lavas são bastante líquidas para fluir em declivo a 55 quilômetros por hora. Outros movem-se à taxa de só poucas polegadas por dia. A velocidade do fluxo depende da temperatura e composição do material da lava.
Todas as lavas contém uma alta porcentagem de sílica, uma combinação composta de elemento químico, silicone e oxigênio. Dependendo da quantidade de sílica existente na lava, ela pode ser classificada de seguinte forma:
• Lavas que contem de 65 a 75% de sílica são chamadas rhyolites. As lava rhyolites derretem a mais baixas temperaturas e estão mais leves em peso e cor que as formadas de balsatos. Lavas de Rhyolites são bastante viscosas, ou espessas, e contém grandes quantidades de gás. O gás ferve frequentemente e é lançado para fora com a força explosiva e expele quantias grandes de cinzas;
• As lavas com 50 a 65% de sílica são andesites;
• As lavas com menos de 50% de sílica são basaltos.
Porém, às vezes quando a lava é lançada mais lentamente surgem bolhas em sua superfície ou até mesmo quando a lava endurece. Quando estas bolhas são minúsculas e acumuladas muito próximas, formam-se um tipo de rocha mais leve chamada púmice, conhecida por nós como pedra pomes.
Qualquer tipo de lava pode se transforma em púmice, mas a maioria delas desenvolve-se em rhyolites.
A púmice é comercialmente usada para limpar e polir madeira, metal, e outras superfícies. Mais recentemente ela é usada em argamassa para a construção, revestimento de concreto, isolante, forração para paredes acústicas e gesso.
Partes de um vulcão:
Durante as erupções são expelidos materiais gasosos, líquidos e sólidos. Muitas vezes o material gasoso é expelido junto com partículas sólidas(cinzas), que podem atingir quilômetros de altura. Outras vezes, podem formar fumarolas, nuvens densas e opacas que deslizam pelos lados do vulcão, formando as nuvens ardentes, cuja temperatura pode atingir 1000ºC, queimando tudo que encontram.
Entre os gases expelidos em maior quantidade acham-se os gases sulfurosos, com forte cheiro de enxofre, hidrogênio e grande quantidade de vapor d’água(80 a 95% do total). A parte líquida é constituída pelas lavas, material magmático, em estado de fusão, devido às altas temperaturas, superior a 1000ºC, que se deslocam pelos lados do cone vulcânico. Muitas vezes, ao solidificar, as lavas formam colunas prismáticas, cujo exemplo mais significativo é a denominada "Calçada dos gigantes", na Irlanda.
A matéria sólida ou piroclástico, constitui-se de pedaços das paredes das chaminés, da base do vulcão, ou mesmo pedaços de lava resfriada que são lançadas para o alto através da atmosfera, conhecidas como pedras pomes.
A cinza é a mais comum dos materiais sólidos. Juntamente com os fragmentos, as cinzas podem causar grandes catástrofes, soterrando cidades, quando se depositam em camadas de grande espessura, como aconteceu no ano de 79 d.C, quando inesperadamente o monte Vesúvio entrou em erupção e suas cinzas soterraram as cidades de Pompéia e Herculano do antigo Império Romano.
Sob a crosta terrestre, a uma profundidade de 30 a 70 Km, existe uma camada de rochas, composta de silício e magnésio, e por isso chama-se Sima. A uma temperatura de mais ou menos 1330ºC e sob enormes pressões, essa camada de rocha mantém-se constantemente em estado pastoso (magma). As enormes pressões ainda provocam fendas na crosta, pelas quais o magma pode aflorar à superfície da Terra. Não se sabe ao certo o que impele o magma para cima. Supõe-se que seja a pressão dos gases ou o peso da crosta.
No próprio depósito de magma, origina-se a chaminé, uma das partes que compões o edifício vulcânico. É uma espécie de funil por onde passa os materiais de erupção. Estes vão até a cratera afunilada que se forma nas primeiras explosões do vulcão. Fica geralmente no topo da montanha vulcânica, parte externa do vulcão, em formato de cone. Nem todos os vulcões tem cone. Na ausência deste, a lava e os materiais de erupção são expelidos através de uma fenda solo.
Mas também existem alguns vulcões que apresentam duas ou mais crateras que são chamadas de crateras secundárias e outros apresentam, além da cratera principal, fissuras ou rachaduras no solo por onde saem fumarolas e lava.
As maiores erupções vulcânicas e mais explosivas lançam dezenas a centenas de quilômetros cúbicos de magma sobre a superfície da Terra. Quando um grande volume de magma é removido de baixo de um vulcão, o solo abaixa ou se desmorona no espaço esvaziado, forma uma depressão enorme chamada caldeira. Algumas caldeiras estão a vários quilômetros de profundidade medindo mais de 25 quilômetros de diâmetro. A caldeira agora preenchida pelo Lago da Cratera – Crater Lake, no estado americano do Oregon foi produzido por uma erupção que destruiu um vulcão do tamanho do Monte Sta. Helens e sua cinza vulcânica enviada ao leste distante como Nebraska.
Processos de erupções vulcânicas
Um vulcão quando inicia sua fase de atividade começa com a liberação de gás de enxofre(altamente tóxico), seguido de explosões que lançam lavas. A lava é composta basicamente de ferro e silicato de alumínio em estado pastoso. A composição química do magma ou lava e a quantidade de gás que contém determina a natureza da erupção vulcânica. Basaltos carregados de gás produzem cones de lava. Erupções mais violentas ocorrem quando grandes nuvens de lava entram em contato com a água, produzindo cinza finamente granulada. Quando andesitas, um tipo de mineral, estão carregadas com gás, elas explodem violentamente. Nuvens incandescentes são extremamente destrutivas. Elas são produzidas pelo magma que rompe de forma explosiva na superfície, expelindo gases e derramando lavas derretida pelas encostas das montanhas, a grande velocidade.
Nem todas as erupções são iguais, distingue-se oito tipos de atividade vulcânica:
• Erupção inicial;
• Atividades explosivas;
• Expulsão rítmica de cinza;
• Lagos de lavas;
• Efusão lenta;
• Formação de nuvens ardentes;
• Erupção linear;
• Erupção submarina.
A erupção inicial, caso muito raro, ocorre em lugares onde nunca existiram vulcões, ou onde os vulcões existentes há muito tempo não entram em erupção. Este é o caso do Paricutin no México em 1945. O qual foi estudado de perto e detalhadamente. Primeiro houve fortes tremores de terra. Depois, formou-se repentinamente uma fenda no chão, com meio metro de largura. Desta fenda iniciou-se, logo em seguida, a expulsão de gases e cinzas. Dois dias mais tarde, começou o derramamento de lava. A expansão de gases no interior do vulcão provoca explosões, projetando fragmentos de lava, que muitas vezes se solidificam no ar. Assumem, então, a forma de bombas, isto é, blocos de material sólido ou parcialmente pastoso, que apresentam o aspecto de fuso retorcido, e ou de rapilhos, pedrinhas ou cinzas, se os fragmentos são de dimensões menores.
Expulsão ritimica de cinzas também chamada estrambolina, como do vulcão Strombolino, na Itália, é um dos melhores exemplos deste tipo. O fenômeno se inicia com emanações de vapores, seguida de expulsão de lavas e de fragmentos de material quebrado pelas explosões que são projetadas no espaço e tornam a cair no interior da cratera. Sobrevêem cerca de uns quinze minutos de calma, após reinicia o ciclo, que dura um ou dois minutos.
Lagos de lavas ou também chamado atividade do tipo havaiano. São bem poucos os vulcões que se enquadram nesta categoria e um desses casos raros é o Kilauea, localizado no monte Mauna Loa (cerca de 4200 metros), no Havaí. Tem uma vasta cratera, e em seu interior está o lago de lavas fundida e incandescentes, com a temperatura de cerca de 1050º C na superfície.
Efusão lenta representa um estágio muito comum, e ocorre ocasionalmente no Vesúvio e no Etna (Itália). A lava sai da cratera ou dos flancos, e derrama-se lentamente pelos lados da montanha vulcânica.
As nuvens ardentes são provocadas pela grande quantidade de gases que podem ficar na lava sob forte pressão. A força expansiva dos gases, que se exerce sobre o teto, acaba por rompê-lo. Então a pressão bruscamente decresce, e ocorre a explosão, acompanhada de lava e fragmentos incandescentes e gases superaquecidos. Juntamente com os gases, essas partículas formam uma espécie de nuvem e, sob pressão gasosa, explodem no interior da própria nuvem.
A erupção linear verifica-se em algumas regiões da crosta, sujeitadas a grande tensão, podem abrir-se largas e profundas fendas. Quando estas atingem a área magmática, e são novamente abertas pela repetições de pressões, ocorrem atividades vulcânicas de natureza explosiva ou efusiva e ocorrem com maior frequência na Islândia.
As erupções submarinas, como o próprio nome está dizendo, ocorrem nas profundezas de mares e oceanos no que, não raro, faz elevar-se novas terras e surgir uma ilha do dia para a noite.
Após uma erupção, lentamente a lava se resfria, se solidifica e obstrui a chaminé. Se a obstrução for completa, diz-se que o vulcão está extinto. Se é incompleta, deixando uma abertura por onde passem as fumarolas ou gases, o vulcão está temporariamente inativo. Passando alguns anos, costuma-se suceder que reservatório de magma se enche novamente, e começa a empurrar o obstáculo formado pela lava solidificada. Quando essa pressão vence a resistência, verifica-se na erupção, precedida de tremores da terra, ruídos, fendas e fumaça.
A maioria dos vulcões compostos tem uma cratera no ápice que contém uma abertura central ou um grupo de várias aberturas. A lavas ou fluem pela abertura do muro da cratera ou sai das fissuras nos flancos do cone. A lava, solidificada dentro das fissuras, formam diques que agem como apoio e fortalecem muito o cone do vulcão. A característica essencial de um vulcão composto é um sistema de canal pelo qual o magma do fundo da crosta terrestre da Terra sobe para superfície.
O vulcão é construído pelo acúmulo de material que flui pelo canal e aumenta o vulcão em tamanho com mais lava, cinzas, e outros materiais vulcânicos, etc.., que são adicionados as suas rampas. Quando um vulcão composto fica inativo ou adormecido, a erosão começa a destruir o cone. Quando o cone é destruído, o magma endurecido que enche o canal(tampa a cratera) e as fissuras(os diques) é exposto, e também é lentamente reduzido através da erosão. Finalmente, todos os restos remanescentes voltam tapar o complexo de diques que projeta sobre a superfície da terra – uma sombra que lembra o desaparecimento do vulcão.
Caldeiras
Caldeiras são depressões normalmente grandes, cercadas com escarpas íngreme, amoldadas em forma de bacias formadas pelo colapso de uma grande área em cima e ao redor de uma mais aberturas vulcânicas. As Caldeiras variam em forma e são classificadas segundo os tamanhos das depressões aproximadamente circulares medindo de 1 a 15 milhas de diâmetro e para as enormes depressões alongadas medindo tanto quanto 60 milhas de comprimento.
