VULCANISMO
O que já sabemos sobre VULCANISMO:
É uma manifestação da dinâmica
interna da Terra, constituindo um bom
método directo do seu estudo!
Uma grande % de rochas é
originária de fenómenos vulcânicos (após
arrefecimento e solidificação/cristalização à
superfície ou em profundidade)
Pode afectar as populaçãos humanas, causando-lhes prejuízos (mas também traz
alguns benefícios…)
VULCANISMO
O que já sabemos sobre VULCANISMO:
O vulcanismo consiste nos processos
pelos quais o magma e os gases a ele
associados ascendem, a partir do interior
da Terra ;
O termo que está na origem
desta palavra é Vulcão. Esta é uma
palavra de origem Latina: Vulcano,
deus do fogo.
VULCANISMO
Quando há um aumento de pressão na câmara
magmática, o magma é forçado a sair através de
fendas nas rochas para espaços ou fendas mais
superficiais… ou para a superfície…! Este processo é
faseado e pode demorar séculos até que ocorra uma
erupção!
b
VULCANISMO
VULCANISMO: Caracteriza-se pela ocorrência de erupções vulcânicas nas quais
Primário
podem ser libertados materiais no estado sólido, líquido ou gasoso. A
formação natural por onde ocorre a erupção designa-se por aparelho
vulcânico.
Implica a existência de elevações com uma abertura por
Central onde é libertado o material ígneo;
Fissural
O material ígneo é libertado ao longo de fissuras na
crusta terrestre;
Secundário ou residual
Actividade vulcânica menos violenta, não
associada à libertação de magma. Ex: fumarolas
O Sakura-jima, no Japão, é um dos vulcões
activos mais famosos do mundo
Magma ascende à superfície através de
fissuras na crusta…
Fumarolas na Ilha de S. Miguel, Açores
VULCANISMO
Cone vulcânico principal - elevação, geralmente em forma
cónica, resultante da acumulação de materiais libertados nas
sucessivas erupções.
Cone vulcânico secundário ou adventício - resulta da
emissão de material proveniente de fendas no cone principal,
localizando-se nos seus flancos;
Chaminé vulcânica - canal no interior do aparelho vulcânico,
que estabelece a comunicação entre a câmara magmática e o
exterior. Podem existir chaminés secundárias ou adventícias;
Cratera - abertura do cone vulcânico que se localiza no topo
De salientar que nem todos os
vulcões apresentam esta estrutura,
podendo nesses casos o magma
simplesmente acender á superfície
da chaminé vulcânica; podem existir crateras secundárias ou
adventícias
Câmara magmática - local situado no interior da Terra, onde
se acumula material rochoso fundido(magma) a elevadas
pressões e temperaturas.
VULCANISMO
estrutura vulcânica que forma um vulcão;
Por norma, resulta da acumulação de material expelido e apresenta formas variáveis!
Pode ser afectada pela presença de magma
(metamorfismo de contacto) ou alguns fragmentos
podem ser removidos e incluídos no magma (xenólitos)
VULCANISMO
Os diferentes tipos de erupções encontram-se
intimamente relacionados com o tipo de magma!
VULCANISMO
Não esquecer que…
Nome atribuído ao magma
já no exterior da Terra;
pobre em gases (elementos
voláteis)
Material rochoso num
estado semi-
fundido/fundido que se
encontra no interior da
Terra; rico em gases
(elementos voláteis)
VULCANISMO
Formado por mistura de silicatos fundidos, cristais em suspensão e
divesos gases (chamados de
substâncias voláteis)
BÁSICO
ÁCIDO
Basicamente, o que distingue os diferentes tipos de magma
é o seu teor em SÍLICA!
VULCANISMO
Óxido mais abundante na crusta
terrestre
Quanto mais rico em sílica for um magma, mais viscoso
(menos fluido) ele se torna…
E quanto mais viscoso for, mais dificuldade terá em ser
expelido do aparelho vulcânico e mais gases acumula!
VULCANISMO
Será que a viscosidade do magma depende apenas do teor em sílica…?
Em igualdade de pressão, a viscosidade diminui quando
aumenta a temperatura
(Mais quente = mais fluido)
Em igualdade de temperatura, a viscosidade aumenta com a
pressão
(maior pressão implica aumento do ponto de fusão dos materiais - aumento da
viscosidade)
Nota: A adição de água a magmas irá baixar o ponto de fusão
dos materiais, interferindo também na sua viscosidade…
VULCANISMO
A viscosidade do magma irá condicionar o tipo e natureza da erupção
(mais ou menos violenta)
http://www.youtube.com/watch?v=dXWZc_G3gl4&NR=1
http://www.youtube.com/watch?v=Jm5zhHoUUpw
VULCANISMO
Lavas muito fluidas;
Lavas com origem em magmas básicos / basálticos (menor
teor em sílica e com poucos gases pois estes libertam-se fácil e
suavemente). Normalmente formam-se rochas escuras pelo facto
do magma, apresentando menos sílica, possui maior teor em
minerais ricos em magnésio e ferro…
Dada a sua fluidez, a emissão das lavas é rápida,
formando-se grandes escoadas (rios de lava) que podem
percorrer centenas de quilómetros com uma velocidade
variável. Tendência para formação de cones vulcânicos baixos.
Erupções mais previsíveis e menos perigosas;
O arrefecimento da lava muito fluida origina estruturas
lávicas típicas (lavas encordoadas, escoriáceas e pillow-lavas)
VULCANISMO
LAVA ESCORIÁCEA http://www.youtube.com/watch?v
=vnWcStAL35Y
LAVA ENCORDOADA http://www.youtube.com/watch?v=eo
Pz5O6_-d0&feature=fvw
LAVA EM ALMOFADA http://www.youtube.com/watch?v
=xsJn8izcKtg
VULCANISMO
Lavas muito viscosas
Lavas com origem em magmas ácidos / riolíticos (ricos em sílica
e em gases e pobres em magnésio e ferro - originar-se-ão rochas
de cor mais clara).
Dada a sua viscosidade, estas lavas não formam escoadas e
podem até solidificar no interior do aparelho vulcânico, formando
as agulhas(acumulações de lava com formas alongadas e
pontiagudas que consolidaram no interior da chaminé) e os domos
ou cúpulas (acumulações de lava consolidada na cratera com
formas arredondadas)
Agulha vulcânica
As erupções são muito violentas (devido à acumulação de gases
Domo ou cúpula
que geram uma enorme pressão), e são acompanhadas por
grandes explosões, com a emissão de piroclastos(materiais
sólidos) e formação de nuvens ardentes (nuvens de gases e poeiras
incandescentes responsáveis por elevado nº de mortos e
destruição)
VULCANISMO
NUVENS ARDENTES - Podem dispersar-se por todo o globo, afectando o cloma
global(basta pensar no caos aéreo provocado pela
erupção recente de um vulcão na Islândia)
- Em última instância pode haver o bloqueio da radiação
solar, redução da temperatura média global e extinções de
seres vivos…
Nuvens ardentes
VULCANISMO
Na actividade vulcânica de tipo misto ocorrem períodos efusivos e explosivos, isto é,
períodos calmos com formação de escoadas e períodos com explosões violentas com
libertação de piroclastos e gases.
Uma das erupções do Vulcão dos Capelinhos, na Ilha do Faial em
1957/1958, apresentou diversas fases. Numa primeira fase houve
explosões violentas com emissão de vapor de água e gases que em
coluna se erguiam, por vezes, a mais de 1000 de altura e ainda
produtos sólidos (piroclastos) de várias dimensões:. O vento forte
cobriu casas e culturas de uma espessa camada de cinzas. Estas
chegaram a acumular-se formando uma ilhota de800 m de
diâmetro. No dia 16 de Dezembro cessou temporariamente o tipo de
actividade vulcânica anteriormente descrito, tendo-se iniciado
outra fase da actividade, de que fizeram parte os repuxos de lava
fluida que cobriram todo o cone vulcânico, formando escoadas de
lava até ao mar, o que constituiu um espectáculo surpreendente.
Nos meses seguintes as erupções ora assumiam um carácter mais
calmo, como o descrito no parágrafo anterior, ora assumiam um
carácter mais violento como descrito no início. O derramamento
de lava terminou a 24 de Outubro de 1958, entrando o vulcão
numa fase mais calma.
VULCANISMO
É importante ter noção de que não devem ser usadas classificações muito rígidas
para os diversos tipos de vulcões e respectiva actividade …
Na literatura científica, muitas outras classificações existem para além da “compartimentação”
em erupções efusivas, explosivas e mistas (muito limitativa dada a diversidade de vulcões já
observados em todo o mundo…)!
Fazer exercício!
VULCANISMO
As caldeiras constituem uma típica paisagem vulcânica! Por norma, formam-se em
erupções intensas nas quais a parte superior do cone vulcânico abate! Na
depressão que se gera, podem-se acumular águas das chuvas!
VULCANISMO
O esvaziamento quase completo da câmara magmática faz com que o cone vulcânico
deixe de ter suporte e, por isso, vai ocorrer o seu abatimento CALDEIRA VULCÂNICA
http://www.youtube.com/watch?v=EyqJpXDQG7k
VULCANISMO
MATERIAIS NO MATERIAIS NO ESTADO ESTADO
GASOSO SÓLIDO
Gases Piroclastos
MATERIAIS NO
ESTADO
LÍQUIDO
Lava
VULCANISMO
Pedra-pomes Têm uma propriedade que a
distingue dos restantes piroclastos:
é menos densa que a água,
flutuando sobre ela.
Esta propriedade deve-se à enorme
quantidade de vesículas/poros que
ficaram aprisionadas na lava mesmo após
o seu rápido arrefecimento
VULCANISMO
Lahar é a designação dada a um
movimento de massa exclusivo
das regiões vulcânicas, formado
pelo deslocamento ao longo de
vales ou de encostas íngremes de
lama composta por materiais
piroclásticos e água.
Os lahars são muito frequentes durante
erupções vulcânicas, podendo, contudo, ocorrer
mesmo na sua ausência em encostas recobertas
por materiais vulcânicos tornadas instáveis por
grandes chuvadas.
VULCANISMO
Os lahars apresentam uma grande velocidade
de deslocamento e grande capacidade de
penetração nos espaços vazios, o que leva ao
rápido enchimento por material sólido de todas
as cavidades que encontre no seu percurso.
A elevada densidade do fluido formado
permite o transporte de grandes massas
rochosas que flutuam na lama e são arrastadas
a alta velocidade como se de material leve se
tratasse. Dessa propriedade dos lahars resulta
o aparecimento nas paisagens vulcânicas de
grandes rochas isoladas, deixadas pelo
enfraquecimento da capacidade de transporte
do lahar.
htt c
VULCANISMO
Mas a actividade vulcânica não se limita às erupções vulcânicas
classificadas como vulcanismo primário!
NASCENTES
GÉISERS
FUMAROLAS TERMAIS
VULCANISMO
Este tipo de manifestação vulcânica ocorre quando águas
subterrâneas são sobreaquecidas por proximidade, por
exemplo, a uma bolsa magmática e que retornam à superfície.
Devido à temperatura a que se encontram, estas águas
possuem um grande poder dissolvente e, por isso, algumas delas
são altamente mineralizadas, daí o seu valor medicinal.
* Podem surgir em outros ambientes, para além dos vulcânicos (águas que se infiltram, aquecem
devido à profundidade e regressam à superfície). Podem ser derivadas de vapor de água que
se libertou do magma e que, posteriormente, condensou (águas magmáticas juvenis)
Emissões de vapor de água
através de fissuras (origem semelhante às nascentes
termais, no entanto não ocorreu condensação). Se essas
emissões forem ricas em compostos de enxofre as
fumarolas designam-se por sulfataras e se forem em
dióxido de carbono designam-se por mofetas.
* Os compostos sulfurosos acabam por arrefecer e precipitar
originando depósitos amarelados e a cheirar a “ovos podres”
Apesar de quentes, apresentam temperaturas inferiores ao ponto de ebulição pois durante a sua
formação misturam-se com águas
frias infiltradas
VULCANISMO
a Is
águ
e
m G
a
os da capital Reykjavik…
Esta lagoa é simplesmente impressionante … !
VAI UMA VISITINHA DE ESTUDO…?
VULCANISMO
Jactos intermitentes de água sujeita a elevada pressão
. Alguns chegam a atingir
300m de altura!
A formação de géiseres requer uma hidrogeologia altamente específica o que existe
apenas em poucos locais na Terra; estes são por isso fenómenos razoavelmente raros.
Existem cerca de mil em todo o mundo, e metade destes no Parque Nacional de
Yellowstone nos Estados Unidos
http://www.youtube.com/watch?v=W-daow-LojM&feature=related
VULCANISMO
A água subterrânea que se encontra nas
fissuras e em cavidades, em contacto com
bolsas magmáticas encontrada na sua
proximidade, vai aquecendo (A).
Alguma dessa água entra rapidamente
em ebulição, gerando-se uma enorme
pressão na zona (B).
O vapor de água obriga então a água a
subir de forma violenta, em forma de
jacto, dando origem a esta manifestação
de vulcanismo (C).
As cavidades têm agora de ser
novamente preenchidas com água (D) -
trata-se de um fenómeno cíclico!
VULCANISMO
Fumarolas, nascentes termais e géisers
constituem fontes
energéticas de fácil
acesso ao Homem!
Contudo, para que estas
possam ser utilizadas durante
um largo período de tempo, é
necessário que se reúnam
algumas condições:
Formação de um campo geotérmico
- Rochas devem ser
permeáveis/porosas para que os
fluidos quentes possam circular;
- Não pode ocorrer toda a
dissipaçao da energia calorífica…
1 - Faz corresponder a cada uma
das letras(de A a E), que
identificam estruturas presentes no
sistema geotérmico representado
na figura ao lado, o número (de 1
a 8) da figura 1 que a assinala.
Estruturas A-Fonte de energia geotérmica
B-Zona de recarga do sistema
geotérmico
C-Acidente tectónico, por onde
circula água de menor densidade
D-Reservatório
E-Géiser
A-6 B-1 C-4 D-3 E-5
2- Refereaqueprofundidadea
água que circula no sistema
geotérmico representado passa
do estado líquido ao estado
gasoso, de acordo com os dados
apresentados na figura 2.
Figura 2 Variação da temperatura em
Cerca de 0,5 km Figura 1 - Modelo de um sistema geotérmico
função da profundidade
3 - À medida que a água da
chuva
se
infiltra
em
profundidade,
até
ao
reservatório, a sua temperatura
é, em cada momento,____ à
temperatura registada na curva
X (figura 2), o que indica que a
água se encontra no estado ____
(A) superior […] gasoso
(B) inferior […] líquido
(C) superior […] líquido
(D) inferior […] gasoso
4-Numa exploração sustentável
de um recurso geotérmico, a
velocidade de infiltração da água
da chuva é ____ à velocidade de
extracção da água quente do
reservatório, através de um furo, e
a taxa de recarga do sistema
geotérmico é ___ para manter a
produção de energia.
(A) inferior […] insuficiente
Modelo de um sistema geotérmico
Variação da temperatura em
função da profundidade
(B) superior […] insuficiente
(C) inferior […] suficiente
(D) superior […] suficiente
5 - Após o processo de diferenciação que deu origem a uma estrutura em camadas concêntricas, a
quantidade de energia térmica dissipada pela Terra tem sido ________ à energia libertada pela
desintegração de elementos radioactivos, razão pela qual a Terra se encontra, lentamente, a ______ .
(A) superior […] arrefecer
(B) inferior […] aquecer
(C) superior […] aquecer
(D) inferior […] arrefecer
6 - Explique a diferente localização, em Portugal, dos recursos geotérmicos de alta e de baixa entalpia
mencionados no texto, com base na Teoria da Tectónica de Placas.
Na resposta, devem ser utilizados os seguintes conceitos: recursos geotérmicos, fluxo térmico e placa litosférica.
A resposta contempla os seguintes tópicos:
• os Açores localizam-se junto a uma zona de fronteira entre placas, enquanto Portugal continental se localiza
no interior de uma placa litosférica;
• junto à zona de fronteira entre placas onde se situam os Açores, o fluxo térmico é mais elevado do que no
local do interior da placa onde se situa Chaves;
• a exploração de recursos geotérmicos de baixa ou de alta entalpia está directamente relacionada com o
valor do fluxo térmico na área considerada.
VULCANISMO
As ilhas do grupo central (Terceira, Graciosa, S.
Jorge, Pico e Faial) e oriental (Santa Maria e S. Miguel)
localizam-se em planos de falha e, também por
isso, são mais propícias à actividade vulcânica:
há lá fenómenos de vulcanismo residual,
caldeiras, erupções (dos Capelinhos), etc…
VULCANISMO
Katia e Maurice Kraft estão
entre os vulcanólogos mais
célebres do mundo.
Realizaram diversas missões
em vulcões da Itália, da
Islândia, da Indonésia e da
África. Os dois
desapareceram durante a
explosão do vulcão Unzen,
no Japão, em 3 de junho de
1991…
http://www.youtube.com/watch?v=g9cyDomK7VU
VULCANISMO
Eles “saltitavam” de vulcão em vulcão, à volta do Mundo, enfrentando sempre o maior desafio de todos,
mas não era o medo, é o tempo. Este casal quando recebia uma notícia de uma erupção, tinha de acorrer
o mais rapidamente possível ao local, para conseguir captar aquelas fotografias e vídeos espectaculares,
mas recolhendo também amostras dos produtos vulcânicos (sólidos).
http://www.imagesdevolcans.fr/krafft.aspx
Dá uma “vista de olhos” na galeria de fotos e
vídeos… Vale a pena!
o a um vulcão eram muito frágeis, e tinham sempre de ter
quinas fotográficas, bastava entrar gases libertados pelo
o, o vapor de água, entre outros, e ficavam estragados,
stes equipamentos, e às vezes não podiam tirar fotos ou
filmar mais perto, devido ao intenso calor libertado pelo vulcão, que podia facilmente estragar os
circuitos.
VULCANISMO e TECTÓNICA
Como já sabemos, os vulcões tendem a concentrar-se em determinadas regiões (limites
entre placas tectónicas ), coincidindo com regiões de elevada sismicidade…
Anel de Fogo do Pácífico
VULCANISMO e TECTÓNICA
80 % dos vulcões conhecidos coincidem com
os limites destrutivos…
15 % dos vulcões conhecidos
coincidem* com os limites construtivos…
5 % dos vulcões conhecidos localizam-se
no interior de placas litosféricas…
Ex: Hawaii, no Pacífico
* Uma grande % de vulcões são subaquáticos e, por isso, escapam à nossa visão …)
VULCANISMO e TECTÓNICA
Zonas de rifte;
Erupções geralmente subaquáticas
(submarinas);
Erupções do tipo efusivo
Libertação de lava basáltica (irá formar os fundos oceânicos)
Vulcanismo do tipo fissural
VULCANISMO e TECTÓNICA
Zonas de subducção
(p. oceânica-p. oceânica / p. oceânica-p. continental);
Formação de “redes” de vulcões
paralelos à zona de subducção (arcos-ilha);
http://www.youtube.com/watch?v=JkGBZ_ulT9s
O Monte de Santa Helena e as
montanhas vizinhas, inserem-se na
Cordilheira Vulcânica das Cascatas,
situada no noroeste dos Estados Unidos.
Nesta região, o limite convergente entre
a placa Juan de Fuca e a placa Norte
Americana, gera uma zona de
subducção responsável pelo
aparecimento de um grupo de vulcões.
Erupções geralmente do tipo misto /
explosivo
Formação de lava intermédia a ácida (irá formar os fundos oceânicos)
Vulcanismo do tipo central
VULCANISMO e TECTÓNICA
O calor gerado pela fricção das
placas e a adição da água
presente nos sedimentos da placa
oceânica, contribuem para
facilitar a fusão do material
mantélico (a água diminui o
ponto de fusão dos materiais). A
lava assim formada pode variar
substancialmente em composição
(será uma mistura entre as
composições do continente e do
oceano) e, consequentemente, em
viscosidade, o que se traduz em
diferentes tipos de magma, por
norma mais enriquecidos em sílica
http://www.bioygeo.info/Animaciones/MantleMelt.swf
http://www.bioygeo.info/Animaciones/MagmaMelting.swf
VULCANISMO e TECTÓNICA
DADOS:
As ilhas Havaianas encontram-se alinhadas;
Existem ilhas com vulcanismo activo e ilhas com vulcanismo já extinto;
As ilhas com vulcões extintos apresentam rochas mais antigas do que
aquelas onde se verificam episódios de vulcanismo activo…
Como
explicar…?
VULCANISMO e TECTÓNICA
O vulcanismo intra-placa explica-se pressupondo a existência dos
chamados pontos quentes (“hot-spots”)! Tratam-se de colunas de
material quente e pouco denso (plumas térmicas), altamente básico, que
sobem até à base da litosfera, gerando fenómenos vulcânicos à
superfície …
À medida que este material vai subindo, vai
descomprimindo e dá-se a sua fusão
(é que ao diminuir a pressão, o ponto de fusão
dos materiais desce - assim pode ocorrer fusão
mesmo sem estar a ser fornecido calor
adicional!).
Outras animações:
http://education.sdsc.edu/optiputer/flash/hotSpots.htm http://www.classzone.com/books/earth_science/terc/content/investigations/es0810/es0810page03.cfm
http://www.youtube.com/watch?v=GrONBPEgxTc&feature=related
VULCANISMO e TECTÓNICA
O ponto quente é fixo… a placa tectónica é que se vai
deslocando!!!
Fica assim explicado o alinhamentos de certos arquipélagos vulcânicos localizados no
interior de uma placa tectónica (alinham-se na direcção do movimento da placa!)…
Explicado está também o aumento progressivo da idade e a diminuição da actividade
vulcânica de algumas ilhas (estão mais afastadas do ponto quente)
VULCANISMO e TECTÓNICA
MANIFESTAÇÕES
VULCÂNICAS DO
TIPO EXPLOSIVO
MANIFESTAÇÕES
VULCÂNICAS NÃO
EXPLOSIVAS
Zonas de convergência de placas tectónicas
Zonas de rift ou zonas de vulcanismo intraplaca
VULCANISMO
CONSEQUÊNCIAS NEGATIVAS DE
FENÓMENOS VULCÂNICOS …
Ex-habitantes de Pompeia
BENEFÍCIOS DA ACTIVIDADE
VULCÂNICA … Turistas “ávidos” por fotografias de um fluxo ainda activo de lava
(Guatemala, 2006)
MINIMIZAÇÃO DOS
RISCOS VULCÂNICOS: prevenção e previsão