E6 Vulcanologia Física

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A física de uma erupção vulcânica é fundamentalmente controlada pela reologia do magma e pela forma como esse magma libera os gases que carrega dissolvidos. Em profundidade, os gases, principalmente água e dióxido de carbono, permanecem dissolvidos no magma fundido, seguindo uma relação bem estabelecida entre a solubilidade de um gás e a pressão que ele suporta: quanto menor a pressão, menor a solubilidade desses gases no magma. Assim, à medida que o magma sobe e a pressão diminui, esses gases não conseguem mais permanecer dissolvidos e começam a formar bolhas.

A rápida expansão dessas bolhas, conforme o magma continua a subir, pode fazer com que a fração de espaço vazio dentro do magma exceda um limite crítico de fragmentação, aproximadamente 75% do volume total. Uma vez ultrapassado esse limite, o magma deixa de se comportar como um líquido viscoso contínuo e se fragmenta repentinamente em clastos e cinzas. É precisamente essa fragmentação repentina que desencadeia uma erupção explosiva.

A altura da coluna eruptiva aumenta com a raiz quarta da taxa de emissão de material do vulcão, aumentando de forma tão significativa que a taxa de emissão eleva a coluna apenas moderadamente. Mesmo assim, colunas com mais de 25 quilômetros de altura atingem a estratosfera, injetando aerossóis de sulfato capazes de perturbar o clima de todo o planeta.

Quando a densidade da coluna eruptiva excede a densidade do ar circundante, a coluna colapsa sobre si mesma, gerando um fluxo piroclástico — uma nuvem incandescente de gás e partículas que desce as encostas do vulcão a velocidades de 200 a 300 metros por segundo e temperaturas de 300 a 700 graus Celsius. De todos os fenômenos vulcânicos, esse fluxo piroclástico é o mais letal.

O Índice de Explosividade Vulcânica é uma escala logarítmica que classifica a explosividade de uma erupção, desde o valor zero para uma erupção puramente efusiva como as do vulcão Kilauea até o valor oito para a erupção do Toba, que ocorreu há cerca de setenta e quatro mil anos e expelou cerca de dois mil e oitocentos quilômetros cúbicos de material vulcânico, fechando assim a ligação entre a desgaseificação do magma com a qual esta descrição começou e a escala total da violência eruptiva que essa desgaseificação pode produzir.

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