Um novo estudo liderado por Yale revela a ciência por trás de um ingrediente-chave – o oxigênio – em alguns dos vulcões mais violentos do mundo.
Pela Universidade de Yale com informações de Phys.
A pesquisa liderada pela Universidade de Yale oferece um novo modelo para entender o estado de oxidação dos magmas de arco, as lavas que formam alguns vulcões, como o que entrou em erupção dramática em Tonga no início deste ano.
A pluma da erupção vulcânica submarina de Tonga em 15 de janeiro subiu 36 milhas no ar. As cinzas do vulcão atingiram a mesosfera, a terceira camada da atmosfera da Terra.
“Essas erupções ocorrem em arcos vulcânicos, como a cadeia de ilhas Aleutas, que são bem conhecidas na região do Pacífico e produzem as erupções vulcânicas mais explosivas do mundo”, disse Jay Ague, Professor Memorial Henry Barnard Davis de Ciências da Terra e Planetárias, em Yale.
Ague é o primeiro autor do novo estudo, publicado na revista Nature Geoscience. Ague também é curadora responsável pela mineralogia e meteoritos do Museu de História Natural de Yale Peabody.
Os cientistas sabem há muito tempo que os magmas de arco têm um estado de oxidação mais alto do que as rochas na maior parte do manto da Terra (sua camada rochosa superior). Isso é surpreendente, dizem eles, porque os magmas de arco se formam no manto. Não houve consenso sobre as origens da assinatura oxidante.
Ague e seus colegas dizem que o processo começa com uma camada de sedimentos que cobre as placas tectônicas sob o fundo do oceano . As placas tectônicas são grandes lajes de rocha que disputam posição na crosta terrestre e no manto superior.
O sedimento que cobre essas placas oceânicas é em grande parte composto de materiais intemperizados derramados dos continentes ou produzidos como resultado da atividade das fontes hidrotermais do fundo do mar. Vermes tubulares gigantes e outras criaturas marinhas exóticas geralmente prosperam perto dessas aberturas. Mas, independentemente da origem, os sedimentos que cobrem as placas oceânicas são frequentemente altamente oxidados.
As placas tectônicas estão em constante movimento, movendo-se na mesma velocidade que as unhas crescem. As placas oceânicas são geradas nas dorsais meso-oceânicas e afundam bruscamente no interior da Terra – em um processo chamado subducção.
É aí que as coisas ficam interessantes para o vulcanismo de arco, disse Ague.
Quando uma placa oceânica subducta, explicou Ague, ela aquece, é comprimida e começa a desidratar. Esse metamorfismo produz fluidos quentes e ricos em água que sobem em direção à superfície.
À medida que esses materiais se movem para cima através da camada de sedimentos oxidados no topo das lajes, os próprios fluidos se tornam oxidados – preparando o terreno para um magma de arco.
“À medida que os fluidos continuam a subir, eles deixam a laje para trás e entram no manto da Terra”, disse Ague. “Lá, os fluidos impulsionam o derretimento do manto, produzindo magmas oxidados que sobem e podem finalmente entrar em erupção como lava de vulcões”.
Além dos efeitos dramáticos das erupções vulcânicas, o caráter oxidado dos magmas de arco também é geologicamente significativo, disse Ague. A oxidação é crítica para fazer certos tipos de depósitos de minério, particularmente cobre e ouro, como os encontrados no oeste da América do Sul.
Além disso, a injeção de gases com enxofre altamente oxidados na atmosfera após uma erupção pode levar ao resfriamento global transitório da troposfera, o nível mais baixo da atmosfera da Terra.
“Este foi o caso da erupção do Monte Pinatubo, nas Filipinas, em 1991”, disse Ague. “Também ocorreu em vários casos históricos famosos, como o Monte Tambora na Indonésia em 1815. Essa foi a erupção vulcânica mais poderosa da história humana e levou ao chamado ‘Ano sem verão’ em 1816.”
Santiago Tassara, Associado de Pós-Doutorado Bateman no Departamento de Ciências da Terra e Planetárias de Yale, é coautor do novo estudo. Outros coautores incluem pesquisadores da Universidade de Cornell, da Academia Chinesa de Ciências, do Museu Nacional de História Natural da Smithsonian Institution, da Freie Universität Berlin e da Universidade de Creta.
Mais informações: Jay Ague, Slab-derived devolatilization fluids oxidized by subducted metasedimentary rocks, Nature Geoscience (2022). DOI: 10.1038/s41561-022-00904-7. www.nature.com/articles/s41561-022-00904-7
