Prever a ocorrência de erupções vulcânicas representa um grande desafio para os investigadores em Geociências. Todos os anos diversas erupções causam perdas significativas em áreas habitadas em torno de vulcões ativos ao nível global. O impacto ambiental, social e económico depende do tipo, magnitude e duração dos eventos, mas também no nível de preparação da comunidade científica e das Autoridades. Actualmente, a capacidade dos cientistas para entender e interpretar os sinais de pré-aviso de uma futura erupção depende fortemente do seu conhecimento do comportamento dos sistemas vulcânicos e dos processos magmáticos que ocorrem em profundidade no sistema de alimentação.
Normalmente, o sistema de alimentação de um vulcão pode ser investigado recorrendo a métodos geofísicos, que permitem detetar anomalias causadas por intrusões magmáticas. No entanto, a interpretação de sinais geofísicos é raramente direta, e comporta limitações de resolução espacial e do conhecimento das estruturas geológicas em profundidade. Uma abordagem alternativa e complementar para ultrapassar estas limitações e melhor caracterizar o sistema de alimentação magmática, pode ser alcançada através do desenvolvimento de estudos geoquímicos dos produtos eruptivos. Importa realçar, que esta abordagem não apresenta limitações temporais uma vez que erupções em curso, recentes ou antigas podem ser igualmente investigadas.
O presente projeto visa assim estudar os produtos vulcânicos de alguns dos sistemas vulcânicos historicamente ativos nas ilhas da Macaronésia: Pico, Água de Pau e Furnas nos Açores; La Palma, Tenerife e Lanzarote, nas Canárias e Fogo, em Cabo Verde. Os dados disponíveis dos magmas emitidos por estes sistemas mostram uma alteração progressiva de basaltos para magmas mais evoluídos (traquitos e fonolitos) responsáveis por erupções explosivas. Tais eventos, particularmente uma erupção explosiva de grande magnitude pode, assim, causar graves consequências económicas e ambientais nestas ilhas.
Como resumido abaixo, a nossa proposta de investigação dos vulcões acima mencionados pretende:
- Localizar as suas áreas de armazenamento de magma e relacioná-las com o enquadramento geodinâmico local. As descontinuidades físicas, tais como a Zona de Transição da Moho (MTZ), podem atuar como uma barreira de densidade para os basaltos em ascensão, promovendo a sua acumulação, fracionamento e desgaseificação;
- Modelar os processos geoquímicos nos reservatórios. A cristalização fracionada polibárica é um processo fundamental na evolução do magma, responsável pelo enriquecimento de elementos voláteis (ex. água) nos liquídos evoluídos. Contudo, os grandes eventos explosivos podem, também, ser despoletados pelo influxo de novo magma mais primitivo, rico em voláteis, que se mistura com o magma evoluído armazenado em reservatórios pouco profundos. Informações fundamentais sobre estes processos podem ser obtidas através da medição e correlação da geoquímica de fluidos e das inclusões fluidas aprisionadas nas fases minerais dos produtos sólidos de erupções explosivas e da geoquímica de fluidos emitidos à superfície;
- Definir a escala temporal dos processos. Durante a mistura de magmas, as trocas químicas ocorrem a uma velocidade característica para cada elemento, dependendo da sua difusividade relativa e dos gradientes químicos e térmicos. A distribuição dos elementos, “congelados” na rocha, pode ser usado para inferir o tempo decorrido entre o início da mistura e a erupção. Serve assim, como um geo-velocímetro da escala temporal da mistura. As diferentes taxas de difusão de elementos químicos através dos cristais podem, também, fornecer informação análoga.
- Quantificar a profundidade e dimensão das fontes de magma que sustentam as emissões permanentes de gases, e que são essencialmente constituídas por fluidos ricos em CO2 que escapam através de fraturas e descontinuidades tectónicas, possivelmente ascendendo da Moho e/ou de reservatórios magmáticos superficiais.
Em última análise, a informação supracitada irá ser fundamental para melhorar a monitorização de sistemas vulcânicos e para a preparação das instituições de Proteção Civil.
Este estudo apresenta uma abordagem multidisciplinar de investigação que irá fazer uso das mais avançadas tecnologias analíticas e será conduzido por uma equipa internacional de investigadores com uma atividade científica de alta qualidade, certificada pelo elevado número de publicações e citações.
Esta proposta surge de discussões e troca de ideias entre o P.I. e os membros desta equipa, durante atividades de investigação anteriores e em curso, financiadas por projetos regionais, nacionais e internacionais (ou seja, o TERCO2 DCO-DECADE, o PLUSYS FCT, os projetos MEMOVOLC e MEDSUV ERC), que também incluiram as ilhas dos Açores e das Canárias.
O conhecimento adquirido no âmbito do presente projeto será publicado em revistas e jornais internacionais de grande impacto e divulgado em reuniões internacionais.