Equipa internacional de cientistas britânicos, espanhóis e portugueses, da qual fazem parte docentes do ISEL, publicou um estudo na Nature Communications (leia aqui).

Cientistas descobriram que as grandes falhas geológicas podem simultaneamente guiar a ascensão do magma e ajudar a impedir erupções. O artigo foi publicado na revista Nature Communications.

Uma equipa internacional estudou um episódio intenso de instabilidade vulcano-tectónica que afetou a ilha de São Jorge, nos Açores, em março de 2022. Recorrendo a localizações de alta precisão dos sismos registados por sismómetros a operar nas ilhas e no fundo oceânico, bem como à a deformação do terreno medida por radar de satélite e dados GNSS, os investigadores reconstruíram com detalhe o movimento do magma na subsuperfície.

O estudo mostrou que uma intrusão laminar vertical de magma, designada por dique, ascendeu rapidamente desde profundidades superiores a 20 km até estabilizar a apenas 1,6 km sob a ilha. Grande parte dessa ascensão ocorreu com reduzida atividade sísmica, sendo a maioria dos sismos registados apenas após a ascensão do magma ter parado.

“Esta foi uma intrusão discreta”, afirmou o autor principal Stephen Hicks, da University College London. “O magma deslocou-se rapidamente através da crosta, mas grande parte do seu percurso foi silencioso, o que dificulta prever se ocorrerá uma erupção.”

As observações por satélite mostraram que a superfície do complexo vulcânico sofreu uma elevação de 6 cm, confirmando a entrada de magma na crosta superficial. No entanto, a intrusão não chegou à superfície, resultando no que os cientistas designam como uma “erupção falhada”. Este tipo de intrusões contribui para o crescimento das ilhas, e os mapas sísmicos de elevada resolução produzidos neste estudo mostram pela primeira vez em detalhe como este processo acontece.

O magma ascendeu através de um dos principais sistemas de falhas da ilha, a Zona de Falha do Pico do Carvão. Ao estudar vestígios geológicos deixados por sismos antigos, os cientistas já tinham descoberto que este sistema de falhas tinha produzido grandes sismos no passado. Contudo, em vez de um único sismo de grande magnitude, a instabilidade associada à ascensão do magma gerou numerosos sismos de pequena magnitude, concentrados ao longo da falha.

A equipa interpretou que a falha terá ajudado a orientar a ascensão do magma e poderá também ter permitido a fuga lateral de gases e fluidos, reduzindo a pressão no sistema magmático e contribuindo para travar a sua progressão.

“A falha funcionou simultaneamente como uma autoestrada e uma fuga”, afirmou Pablo J. González, coautor do estudo, do Consejo Superior de Investigaciones Científicas (IPNA-CSIC), em Tenerife. “Ajudou o magma a subir, mas também terá contribuído para evitar uma erupção.”

Os resultados mostram que grandes intrusões magmáticas podem ocorrer rapidamente e quase sem aviso prévio, e que as grandes falhas geológicas podem influenciar fortemente se o magma entra em erupção ou fica retido em profundidade — informações essenciais para melhorar a avaliação do risco vulcânico.

“Este estudo apoiou as autoridades locais na avaliação de um potencial risco vulcânico, sublinhando o valor da combinação de dados geofísicos terrestres e marinhos para uma deteção e localização mais precisas de sismos e deformação do solo”, afirmou Ricardo Ramalho, coautor da Cardiff University.

“Garantir financiamento urgente do NERC para aceder a equipamento da sua Geophysical Equipment Facility (GEF), juntamente com apoio adicional de Portugal, foi um enorme esforço coletivo e um exemplo claro de cooperação transnacional entre instituições académicas e civis em Portugal, no Reino Unido e em Espanha”, afirmou Ana Ferreira, coautora da UCL.

Contribuição do Instituto Dom Luiz (IDL)

O IDL deu uma contribuição fundamental para este estudo, tanto ao nível da recolha dos dados como também na sua análise. Em particular, o IDL instalou rapidamente uma rede de cerca de 20 sismómetros e 5 receptores geodésicos GNSS na ilha de São Jorge, recorrendo a um conjunto de equipamentos partilhado entre a Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FCUL) e o Instituto Superior de Engenharia de Lisboa (ISEL) (sismómetros) e a Universidade da Beira Interior (UBI) (receptores GNSS). Estas instalações rápidas complementaram as redes permanentes existentes, proporcionando uma cobertura crítica das fases iniciais da crise e contribuindo para a sua caracterização de elevada resolução.

Este trabalho foi financiado por projetos de investigação de:

• Natural Environment Research Council (NERC; Reino Unido)
• European Research Council (ERC)
• Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT; Portugal)
• Agencia Estatal de Investigación (Espanha)
• Governo Regional dos Açores, com apoio no trabalho de campo para a instalação offshore fornecido pela Marinha Portuguesa.

O equipamento geofísico foi disponibilizado pela Geophysical Equipment Facility (GEF) do NERC (Seis-UK para sismómetros e OBIC para sismómetros de fundo oceânico), e pelo Instituto Dom Luiz através dos seus pólos na Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FCUL), no Instituto Superior de Engenharia de Lisboa (ISEL) e na Universidade da Beira Interior (UBI).

As seguintes instituições estiveram envolvidas no trabalho: University College London (UCL; Reino Unido), Consejo Superior de Investigaciones Científicas (IPNA-CSIC; Espanha), Cardiff University (Reino Unido), University of Manchester (Reino Unido), Universidade de Lisboa (Portugal), Instituto Politécnico de Lisboa (Portugal), Universidade de Évora (Portugal), Universidade da Beira Interior (Portugal), Centro de Informação e Vigilância Sismovulcânica dos Açores (CIVISA; Portugal), Universidade do Algarve (Portugal), Instituto Português do Mar e da Atmosfera (IPMA; Portugal), AIR Centre (Portugal), C4G (Portugal).

Fotografias: Ricardo Ramalho