Tipos de Vulcões
A forma de um vulcão é determinada pela composição do magma e o tipo de produtos erupcionados através do conduto vulcânico. A forma do edifício vulcânico também é fortemente influenciada pelo grau de explosividade da erupção, pela abundância componentes voláteis (os gases) e o seu grau de interação com o magma. Desse modo, os vulcões são classificados em cinco tipos distintos: os Vulcões Escudo, Vulcões Monogenéticos (Cones de Escórias e Cones Hidroclásticos), Vulcões Compostos, Vulcões Combinados e Caldeiras.
Vulcões Escudo
Vulcões Escudo são grandes estruturas vulcânicas com amplas áreas de cume e flancos com pequena inclinação, que apresentam um perfil muito parecido com “escudos de guerreiros”. Esses vulcões são construídos lentamente pela extrusão de milhares de fluxos de lava, altamente fluidas, que espalham-se sobre grandes distâncias. Os diâmetros basais desses vulcões variam desde poucos quilômetros até mais de 100 km, ao passo que suas alturas são tipicamente em torno de 1/20 do seu diâmetro basal. Os taludes inferiores desses vulcões são muitas vezes suaves (2-3 graus de inclinação), nas suas porções intermediárias tornam-se mais íngremes (em torno de 10 graus de inclinação) e finalmente aplainam-se na região do cume.
Perfis transversais do cone revelam numerosas unidades de fluxo de lava, normalmente com composições basálticas, do tipo pahoehoe e/ou `a `a, com espessuras tipicamente menores que 1 metro. Depósitos piroclásticos são muito secundários (<1%) e de limitada dispersão, geralmente originados em erupções sobre os flancos associados com Cones de Escória, ou com mais raras, erupções hidrovulcânicas localizadas.
Vulcões Escudo são gerados por erupções do tipo Havaianas. Entretanto, alguma variabilidade no estilo eruptivo produz diferentes tamanhos e morfologias. Os Vulcões Escudo da Islândia, por exemplo, possuem uma quase perfeita simetria e pequeno volume (~15 km3) enquanto que os Vulcões Escudo do Arquipélago do Havai mostram, em contraste, um grande volume (milhares de km3) e forma alongada. Estas variações são atribuídas, no caso dos Vulcões Escudo Islandeses, a erupções de cume, monogenéticas e de pequeno volume, enquanto que nos Vulcões Escudo Havaianos, as erupções são normalmente fissurais, poligenéticas e de grande volume.
Ainda mais diferentes são os Vulcões Escudo do Arquipélago de Galápagos, que possuem porções intermediárias íngremes (em torno ou maiores que 10 graus de inclinação) e topos planos ocupados por grandes e profundas caldeiras, estruturas também encontradas no cume dos Vulcões Escudo Havaianos. As caldeiras são formadas pela extrusão de grandes volumes de magma, que produzem instabilidade e colapso da estrutura.
O Arquipélago do Havai é formado por pelo menos cinco Vulcões Escudo, entre os quais se destacam o Mauna Loa e o Kilauea. O vulcão Mauna Loa possui um volume estimado de 40.000 km3, sendo mais alto que qualquer outra montanha da Terra, com aproximadamente 9.090 metros desde o fundo mar até o seu pico mais elevado. Nos Estados Unidos, principalmente nos Estados da Califórnia e Oregon, ocorrem muitos Escudos-Vulcões com diâmetros entre 4 e 6 km de diâmetro e 1.500-2.500 metros de altura, destacando-se os Montes Washington, Belknap, Newberry e Medicine Lake. O vulcão Pico na Ilha de Açores e o vulcão Fogo na Ilha de Cabo Verde também são exemplos desse tipo de edifício vulcânico.
Vulcões Monogenéticos
Vulcões monogenéticos (também chamados de cones monogenéticos) são construídos por somente uma erupção ou uma fase eruptiva, que pode persistir por dias, meses ou até alguns anos, mas é essencialmente uma erupção que envolve apenas um tipo de magma. Quando pequenas erupções de magmas com composições basálticas ou intermediárias ocorrem em campos vulcânicos, o tipo de edifício vulcânico formado dependerá em parte do caráter pré-eruptivo da área no qual a erupção se produz, isto é, a variedade das formas dos cones vulcânicos é controlada pela presença ou não de água, na superfície ou subterrânea, durante a erupção.
Erupções em áreas que não possuem água superficial ou subterrânea, como tipicamente encontradas em regiões montanhosas, produzem vulcões do tipo Cones de Escórias. Por outro lado, a ascensão de magmas em terrenos que contenham água superficial ou subterrânea, como ocorre em planícies, produz erupções hidrovulcânicas responsáveis pela formação de vulcões do tipo Cones Hidroclásticos, que podem ser subdivididos em três diferentes tipos: Tuff Cones, Tuff Rings e Maars.
Cones de Escórias
Cones de Escórias, também conhecidos como Cinder Cones ou Cones de Tefras, são os tipos mais simples e mais comuns de vulcões. Esses vulcões são relativamente pequenos, com alturas geralmente menores que 300 metros de altura, que formam-se pela erupção do tipo Havaiana ou Estromboliana de magmas de baixa viscosidade, com composições basálticas ou intermediárias. Esses cones podem ocorrer isolados ou em grupos sobre campos de lava (alguns desses campos possuem centenas de centros eruptivos), ou como cones “parasíticos” gerados em erupções de flanco sobre Vulcões Escudo ou Compostos. O cone normalmente é simétrico, possui forma oval ou circular, flancos íngremes, com pendentes acima de 35 graus, e ampla cratera de cume normalmente com forma de tigela. Cones de Escórias com formas alongadas são construídos por erupções fissurais.
Erupções do tipo Havaiana ou Estromboliana são formadas devido à expansão e explosão, próximo à superfície, de bolhas gasosas dentro de magmas fluidos e de baixa viscosidade. As erupções do tipo Havaiana produzem tipicamente colunas eruptivas, as fontes de lava, com geralmente dezenas a algumas centenas de metros de altura, enquanto que as erupções do tipo Estromboliana são caracterizadas por explosões de curta duração. Quando o conduto vulcânico arremessa lava rica em gases violentamente no ar, essa decompõe-se em fragmentos piroclásticos de diversos tamanhos (normalmente lápilis e bombas) que precipitam-se e acumulam-se em torno do conduto eruptivo formando o edifício vulcânico. Esses fragmentos piroclásticos são denominados coletivamente de tefra e contêm abundantes bolhas de gases (as vesículas), responsáveis pela aparência escoriácea do cone. No estágio final de construção desse tipo de cone, se a pressão dos gases magmáticos diminuir, fluxos de lava podem extrudir pela base do edifício vulcânico.
Cones Hidroclásticos
Esses cones são secundários em abundância quando comparados aos Cones de Escórias, e formam-se a partir de erupções freatomagmáticas devido à mistura de magmas com água subterrânea ou superficial. As interações magma-água ocorrem superficialmente (pântanos, rios, lagos), abaixo de geleiras, ou quando fluxos de lava ou piroclásticos entram no mar. Os depósitos são compostos de piroclastos juvenis (magmáticos), clastos acessórios de rochas vulcânicas associados às erupções iniciais, e clastos acidentais, derivados das rochas do embasamento do cone vulcânico. Características estruturais e morfológicas distintas são responsáveis pela subdivisão desses cones em: Tuff Cones, Tuff Rings e Maars.
Tuff Cones
Esses edifícios vulcânicos são identificados por amplas crateras localizadas geralmente acima do nível da superfície do terreno, alturas variando entre 50 e 300 metros e flancos externos com inclinações maiores que 25 graus. Os depósitos são compostos principalmente de clastos magmáticos e quantidades subordinadas de clastos acidentais. Muitos Tuff Cones compreendem as porções emergentes de vulcões localizados em ambientes subaquosos, tanto marinhos como lacustres, como por exemplo, o Vulcão Surtsey na Islândia. Outros exemplos mundiais de Tuff Cones são Menan (Estados Unidos) e Diamond Head (Havai).
Tuff Rings
Cones hidroclásticos desse tipo são caracterizados por pequena altura (comumente menores que 50 metros de altura), amplas e rasas crateras que posicionam-se no nível da superfície do terreno ou acima dele, e flancos com taludes com menos de 25 graus de inclinação. Esses cones são constituídos por uma mistura de clastos juvenis e acidentais. Exemplos mundiais de Tuff Rings são Fort Rock (Estados Unidos) e Harrat Kaybar (Arábia Saudita).
Maars
Esses cones são identificados por baixa elevação (geralmente menores que 50 metros de altura), amplas e profundas crateras com formas de tigelas localizadas abaixo do nível da superfície do terreno, e flancos com menos de 25 graus de inclinação. Portanto, os Maars são feições topográficas negativas. Os depósitos são identificados pela abundância de componentes das rochas encaixantes. Exemplos mundiais de Maars são Ukinrek (Alaska), Cerro Colorado (México), Hole-in-the-Ground (Estados Unidos) e Viti Crater (Islândia).
Vulcões Compostos
Vulcões Compostos, são algumas das maiores, mais famosas e bonitas montanhas na Terra, incluindo entre elas, o Monte Fuji no Japão, o Monte Cotopaxi no Equador, o Vulcão Mayon nas Filipinas e o Monte Rainier nos E.U.A. Por outro lado, esses edifícios vulcânicos são os mais mortíferos do nosso planeta, envolvendo a perda da vida de aproximadamente 264.000 pessoas desde o ano de 1.500 DC.
O termo Vulcão em Estratos, isto é, cones formados pela intercalação de fluxos de lava e material piroclástico, foi bastante utilizado para denominar esse tipo de edifício vulcânico, mas atualmente, aconselha-se o abandono do termo, porque ele não abrange vulcões que possuem uma história de crescimento mais complexa do que a simples intercalação de derrames de lavas e tefras. Assim, nos dias de hoje, utiliza-se o termo Vulcão Composto para retratar essas magníficas montanhas vulcânicas.
Vulcões Compostos são grandes edifícios vulcânicos com longa atividade, forma geral cônica, normalmente com uma pequena cratera no cume e flancos íngremes, construídos pela intercalação de fluxos de lava e produtos piroclásticos, emitidos por um ou mais condutos, e que podem ser pontuados ao longo do tempo por episódios de colapsos parciais do cone, reconstrução e mudanças da locação dos condutos.
Vulcões Compostos são encontrados em todas as regiões de vulcanismo, mas é em zonas de convergência de placas, onde uma placa tectônica subduz (mergulha) em direção ao manto terrestre por baixo de uma outra placa tectônica, que esses edifícios vulcânicos são mais abundantes. A expressão magmática de um ambiente de margem de placas convergentes é geralmente uma série de Vulcões Compostos, sub-regularmente espaçados, formando um arco vulcânico subparalelo a fossa tectônica.
A história eruptiva da maior parte dos Vulcões Compostos é delineada por erupções do tipo Estromboliana, Vulcaniana e Pliniana. Vulcões desse tipo são tipicamente poligenéticos, isto é, foram construídos por vários episódios eruptivos, separados por relativamente longos períodos de inatividade, e muitas vezes envolvendo diferentes tipos de magmas. O espectro composicional pode variar em um único vulcão desde basaltos até riolitos, entretanto, a composição média dos magmas é andesítica. Os vulcões oceânicos desse tipo tendem a ser mais máficos do que os seus equivalentes continentais. Os Vulcões Compostos são caracterizados pela maior diversidade de produtos vulcânicos, vulcanoclásticos e vulcanogênicos do que em qualquer outro tipo de edifício vulcânico. Os depósitos mostram uma mistura de fluxos de lavas, fluxos piroclásticos, surges, tefra de queda, lahares e avalanche de detritos.
Vulcões Combinados
Vulcões combinados são uma variante dos Vulcões Compostos, no qual ocorreu uma migração do conduto em uma área restrita, resultando na combinação de múltiplos cones (ou condutos) proximamente espaçados. Vulcões Combinados envolvem também edifícios vulcânicos compostos que possuem, na sua cratera ou sobre seus flancos, um domo vulcânico associado. Exemplos são os vulcões Monte Pelee (Fig. 11), Soufriere Hills (Fig. 12), Merapi (Fig. 13) e Unzen (Fig. 14).
Domos de Lava
Domos de lava resultam da lenta extrusão de magmas altamente viscosos e com conteúdo pequeno de voláteis (gases), que devido a sua condição pastosa e relativamente rápido resfriamento, não conseguem fluir a uma maior distância. Por isso, empilham-se sobre e ao redor de um conduto vulcânico localizado dentro de uma cratera ou sobre os flancos de Vulcões Combinados. Em alguns raros casos, os domos de lava podem erupcionar através de fraturas não associadas com vulcões de conduto central.
Os diâmetros dos domos variam desde alguns metros até vários quilômetros, sendo que alguns domos podem exceder 25 km cúbicos em volume. Suas alturas atingem desde alguns poucos metros até mais de 1 km. Eles podem possuir, como visto em um corte transversal, flancos íngremes ou tabulares. Os contornos podem ser circulares, elípticos ou irregulares. A textura e a cor dos domos de lava podem ser uniformes ou variadas.
Alguns domos ocorrem isolados ou formam uma série de domos alinhados linearmente com mais de 20 km de comprimento. Eles podem ter crescimento contínuo ou episódico, com tempos de extrusão variando desde algumas horas até muitas décadas. Razões de extrusão variam desde menos de 1 m3/s até mais de 100 m3/s. Alguns dos maiores domos de lava exibem algum fluxo da lava para longe do principal conduto, e são referidos na literatura como Coulées.
Domos de lava têm composições que variam desde basaltos até riolitos, ainda que a maior parte possuem composições dacíticas. Alguns domos de lava erupcionam material vulcânico do tipo obsidiana (vidro vulcânico), que forma-se quando o magma é resfriado tão rapidamente que os minerais individuais não têm tempo para cristalizar.
Domos de lava maduros (de longa duração) possuem um lento crescimento, e geralmente não possuem atividade explosiva. Entretanto, domos mais jovens, normalmente formados por lavas que possuem alguma quantidade de gases na sua composição, podem ocasionalmente explodir. Colapsos gravitacionais ou explosões periódicas dessas massas viscosas podem algumas vezes gerar avalanches perigosas e mortíferas de rochas quentes, cinzas e gases conhecida como fluxo piroclástico. Essas avalanches quentes associadas a domos de lava foram responsáveis por mais de 100 fatalidades registradas na década de 90, incluindo 44 mortes no Monte Unzen (Japão) em 1991, 66 no Monte Merapi (Indonésia) em 1994, e 19 no vulcão Soufriere Hills (Ilha de Montserrat) em 1996.
Criptodomos são uma variedade de domos de lava, e diferem destes por que o magma nunca alcança à superfície. Desse modo, eles são uma acumulação de material fundido abaixo da superfície, isto é, uma intrusão sub-superficial. Este material tipicamente soergue o terreno acima dele, formando uma elevação na superfície. Criptodomos podem ter implicações significantes para estudos de riscos vulcânicos. A deformação do flanco norte do vulcão Santa Helena em 1980 foi gerada pela formação de um criptodomo. A intrusão de lava abaixo da superfície do vulcão fraturou e desestabilizou as rochas pré-existentes, o que somado a um forte abalo sísmico, levou a explosão e avalanche de detritos cataclísmica do criptodomo no dia 18 de maio de 1980.
Vulcão de Caldeiras
Caldeiras são depressões normalmente circulares formadas pelo colapso de um edifício vulcânico sobre uma câmara magmática superficial após uma erupção. Essas feições vulcânicas possuem tamanhos altamente varáveis, desde 1 até 100 km. As maiores erupções formadoras de caldeiras possuem um volume estimado de produtos erupcionados próximo de 3.500 km3, e disposição dos depósitos por mais de 25.000 km2. Entretanto, a freqüência de grandes erupções desse tipo são muito baixas. Erupções menores são mais freqüentes (próxima aos 100.000 anos) e possuem volumes de 500 km3.
A área do colapso da caldeira é proporcional ao volume de material erupcionado. Profundidades de subsidência são da ordem de 1 a 3 km. Limites estruturais de caldeiras são comumente zonas de falhas circulares ao longo das quais o colapso ocorre. Em caldeiras profundamente erodidas estes limites estrutrais podem ser expressos por diques circulares colocados ao longo das falhas durante ou após o colapso.
Atividades termais, tais como fontes termais, geysers e poças de lama em ebulição, são feições vulcânicas comuns em muitas caldeiras.
Variações na forma e gênese fazem com que as caldeiras sejam divididas em três tipos principais:
– Caldeiras do tipo Krakatoa associadas com colapsos de Vulcões Compostos;
– Caldeiras Basáltica vinculadas com o colapso do cume de Vulcões Escudo; e
– Caldeira Ressurgente no qual falta uma associação clara com um único conduto central.
Caldeiras do tipo Krakatoa
Caldeira do tipo Krakatoa pode ser gerada após uma erupção do tipo Pliniana esvaziar a câmara magmática do edifício vulcânico. O reservatório de magma vazio provoca a desestabilização da montanha, que posteriormente desmorona. O colapso da estrutura pode gerar uma erupção adicional de volumosos fluxos piroclásticos (compostos por fragmentos vulcânicos do tipo púmices) ao longo das falhas/fraturas circulares, localizadas em torno da caldeira. Estes fluxos piroclásticos geram espessos depósitos de púmices, conhecidos como ignimbritos. O diâmetro de caldeira desse tipo é variável, mas normalmente mede alguns quilômetros.
Exemplos desse tipo de depressões são a Caldeira Crater-Lake nos E.U.A (gerada em torno de 6,8 milhões de anos atrás), a Caldeira Santorini na Grécia (formada em 1.650 a.c), a Caldeira Tambora na Indonésia (gerada em 1815) e a Caldeira Krakatoa também na Indonésia (criada em 1883).
Caldeiras Basálticas
As regiões de cume de muitos Vulcões Escudo ativos são caracterizadas por Caldeiras Basálticas. Exemplos havaianos incluem a Caldeira Mokuaweoweo localizada sobre o vulcão Mauna Loa e a Caldeira Kilauea posicionada sobre o vulcão Kilauea. Outros exemplos incluem a Caldeira Erta Ale na Etiópia, a Caldeira do cume do vulcão Piton de la Fournaise sobre a Ilha de Reunião, e as espetaculares Caldeiras Basálticas sobre os vulcões do Arquipélago de Galápagos. Parte desse tipo de caldeira possui entre 1 e 5 km de diâmetro.
Enquanto as Caldeiras do tipo Krakatoa são associadas à erupções explosivas de magmas félsicos, gerando volumosos fluxos piroclásticos, as Caldeiras Basálticas não são vinculadas com eventos catastróficos. Em vez disso, elas subsidem em incrementos parciais e produzem uma estrutura caracterizada por crateras e terraços. Essas caldeiras aumentam gradualmente por colapsos episódicos, devido à extração do magma das câmaras magmáticas superficiais, localizadas abaixo da área do cume.
Em muitos casos, a extração do magma pode ocorrer através de fraturas que produzem erupções ao longo dos flancos dos vulcões. O colapso local ao longo dessas fraturas pode gerar um sistema linear de crateras de colapso.
Caldeiras Ressurgentes
Essas são as maiores estruturas vulcânicas da Terra, e são associadas com erupções maciças de volumosos fluxos piroclásticos. Caldeiras Ressurgentes possuem diâmetros que variam entre 15 e 100 km, e são geradas também por colapsos crustais acima de câmaras magmáticas superficiais, entretanto, são tão grandes que não podem ser associadas com Vulcões Compostos individuais. À parte de seu grande tamanho, Caldeiras Ressurgentes são amplas depressões topográficas com uma massa elevada central resultante de soerguimento pós-colapso, normalmente de mais de um quilômetro, do piso da caldeira. O fundo da caldeira é preenchido então por lavas riolíticas, fluxos de lavas obsidianas e domos de lava, e os centros soerguidos muitas vezes contêm riftes alongados paralelamente as suas ombreiras.
Exemplos dessas estruturas são a Caldeira Valles (Estados Unidos), Caldeira Yellowstone (Estados Unidos) e Caldeira Cerro Galan (Argentina).
Referências Bibliográficas:
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Páginas da Web consultadas e informações utilizadas na confecção do texto:
Camp, V. – How Volcanoes Work
Fischer, R. V. – The Volcano Information Center
Tilling, R. – Volcanoes
