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O
vulcanismo submarino, contrariamente ao que muitos possam pensar, é bastante
frequente na Terra, talvez tanto quanto o vulcanismo subaéreo. Contudo,
e devido ao seu difícil acesso, encontra-se muito menos documentado,
sendo por isso frequentemente esquecido. A maior cadeia montanhosa da Terra encontra-se
submersa, com um comprimento da ordem dos 70 000 km, 1000 km de largura e atingindo
nalguns pontos os 3000 m de altitude (Fig.1 e Fig. 2).
Fig.1
- A cadeia montanhosa submarina ou dorsal oceânica divide o Oceano Atlântico
a meio, contorna o sul do continente africano para se juntar a um outro ramo
que começa no golfo de Aden; contorna o sul da Austrália, rodeia
a Antárctida e sobe paralelamente à costa ocidental da América
do Sul, terminando na falha de Santo André.
Este mapa da cadeia montanhosa submarina, ou crista média oceânica, foi o último de uma série produzida por Bruce Heezen e Marie Tharp, em 1977, no Lamont Lamont Geological Observatory da Universidade da Colúmbia, EUA, a partir de dados de vastas áreas do fundo marinho, recolhidos ecleticamente durante mais de 30 anos.
(Fonte:http://www.washington.edu)
Fig.2 - Em meados de 1980, este mapa podia ser produzido a partir de conjuntos de dados obtidos com ecossondas, e montados pelo National Geophysical data Centre (USA).
(Fonte: http://www.clas.ufl.edu)
O centro destas cadeias montanhosas
encontra-se sob tensão, uma vez que nesta zona as placas oceânicas
se separam, formando-se nova crosta oceânica, do material vulcânico
que aí ascende. Aproximadamente 50% do vulcanismo na Terra ocorre neste
alinhamento do fundo dos oceanos (Fig.3).
Fig.3 - Vulcanismo nas cristas médio-oceânicas.
(Fonte: http://www.clas.ufl.edu/)
As
escoadas lávicas submarinas produzem a mais abundante rocha ígnea
existente à superfície da Terra. Sofrem erupção
a diversas profundidades, apresentam um largo espectro de tamanhos, formas e
composições, e constituem 1 a 2 km da espessura da parte superior
da crosta oceânica, formada nas cristas médio-oceânicas ou
em centros dispersos. A crosta oceânica é também formada
em pequenos mares – as bacias ante-arco (back-arc basins), que
jazem entre as massas continentais e cadeias de vulcões em arcos insulares
resultantes da subducção da crosta oceânica no manto profundo (Fig.4)
Os vulcões activos dos arcos insulares iniciam-se como vulcões
submarinos em águas profundas, constituídos por lavas submarinas,
hialoclastitos e rochas intrusivas.
Depois
de formada a crosta oceânica, quer nas cristas médio-oceânicas,
quer nas bacias ante-arco, novos vulcões denominados montes submarinos
(seamounts) podem aí surgir, os quais produzem grandes quantidades
de lava submarina. Também os pontos quentes (hot
spots) podem originar grandes quantidades de lava, formando grandes
planaltos ou longas cadeias de seamounts e ilhas vulcânicas tais
como a cadeia do Havai (Fig. 5).
Fig.4 - Vulcanismo nas bacias ante-arco.
(Fonte: http://www.clas.ufl.edu/)
Fig.5 - Vulcanismo dos pontos quentes.
(Fonte: http://www.clas.ufl.edu/)
O
que controla o estilo da erupção?
As erupções vulcânicas podem, em geral, ser divididas naquelas
que produzem predominantemente correntes de lava (actividade efusiva) e naquelas
que produzem principalmente rochas constituídas por material fragmentado,
quer proveniente de actividade explosiva (piroclastia) quer devido ao arrefecimento
brusco da lava (termoclastia). Um controlo fundamental deste comportamento é,
sem dúvida, a composição química do material libertado:
um magma basáltico com cerca de 50% de sílica é quente
e muito fluido (com baixa viscosidade) e geralmente origina correntes
de lava. Contrariamente, um magma rico em sílica, tal como o andesito
(55-60% SiO2), dacito e riólito (>70% SiO2), têm elevadas viscosidades
e grandes concentrações de componentes voláteis dissolvidos
que podem facilmente formar bolhas de gás, entram geralmente em erupção
a baixas temperaturas (700ºC) originando erupções explosivas.
A maioria das erupções vulcânicas submarinas em águas
profundas são de composição basáltica e geralmente
não são explosivas. O magma basáltico contém voláteis, mas as altas pressões a que se encontra dificultam a sua libertação
(exsolução). Os voláteis exsolvidos formam bolhas ou vesículas;
como esperado, as vesículas tornam-se progressivamente menos abundantes
(e/ou menores) à medida que a profundidade da erupção aumenta.
As
erupções explosivas podem também ser causadas por uma rápida
transferência do calor do magma para a água. A baixas pressões,
a ebulição da água resulta numa expansão de volume
de cerca de 1000 vezes e a rápida interacção do magma com a água
é altamente explosiva. Sob pressões moderadas (>100 bar), a
expansão é muito reduzida e, consequentemente, as explosões
pouco prováveis. A pressões mais elevadas que a pressão
crítica da água (a cerca de 3 km de profundidade), as explosões
de vapor não são possíveis, a não ser em condições
de equilíbrio.
Correntes de Lava Submarinas
O
trabalho geológico é bastante complicado nos fundos marinhos e
por essa razão o estudo do vulcanismo submarino está muito menos
desenvolvido quando comparado com o estudo do vulcanismo subaéreo. Correntes
de lava submarinas têm, apenas, sido observadas a pequenas profundidades
por mergulhadores, enquanto erupções submarinas profundas
não estão ainda testemunhadas devido ao seu difícil acesso.
Na ausência de observações directas do comportamento das
correntes de lava, os vulcanólogos usam modelos de laboratório
e estudam correntes de lava activas na terra para um melhor conhecimento deste
fenómeno. Em geral, as formas e características das correntes
de lava são o resultado de um balanço entre o seu arrefecimento,
que resulta na formação de uma crosta sólida sobre a lava,
e entre as forças geradas pela corrente de lava que deformam e fracturam
essa crosta exterior produzindo uma vasta variedade de texturas superficiais
(quadro 1).
| Lavas
encordoadas ou pahoehoe |
Com aspecto semelhante a cordas |
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| Lavas escoriáceas ou AA |
Lava
porosa, de superfície irregular, resultante da perda rápida
de gases |
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| Lavas
em almofada ou pillow-lavas |
Lava que arrefece dentro de
água, com aspecto de almofadas |
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Quadro
1 - Alguns tipos de lava (adaptado de A. Guerner Dias, 1999).
No
caso da lava submarina, correntes de lava contactam com a água fria (cerca
de +2º C a +4º C em águas profundas) e rapidamente a superfície
externa do magma se transforma em vidro – a taxa de formação
da crosta é muito mais rápida do que o que flui por baixo.
As erupções no gelo glaciar e subglaciar são bons análogos
das erupções submarinas profundas não só pelo seu
arrefecimento rápido como também pela elevada pressão causada
pela espessura do gelo glaciar ou derretimento.
Em
baixo encontra-se descrito um tipo de correntes de lava submarinas bastante
conhecido.
Lavas em almofada ou pillow lava
Um
dos tipos mais comuns de lavas submarinas são as chamadas pillow lava.
Esta denominação deve-se à sua secção aproximadamente
esférica, semelhante a almofadas. As lavas em almofada formam-se não
apenas em mar profundo, mas também quando as lavas subaéreas correm
pelas vertentes entrando em contacto com o mar, rios ou lagos.
A formação deste tipo de lavas tem sido observada no vulcão
Kilauea, em águas pouco profundas da costa do Havai, em que a lava entra
no mar e continua a correr por baixo de água. O seguinte filme ilustra
o fenómeno.
(Clique aqui)
As
superfícies vítreas destas lavas não são lisas,
apresentam gretas, enrugamentos e estrias lineares muitas das quais se intersectam
em ângulos rectos. As
lavas em almofada podem encontrar-se numa enorme variedade de formas incluindo
bolbosas, esféricas, achatadas, alongadas e tubulares, e variam em diâmetro
de várias dezenas de centímetros a várias dezenas de metros,
contudo, o seu tamanho típico varia entre 0,5 e 1 metro.
Em
vários locais, o derrame de lava pelas fendas conduz à formação
de pequenos “rebentos” (5 a 15 cm) elipsóides ou ovóides,
comummente encontrados nas bases das “almofadas” e se abundantes
chegam a formar “ninhos”. Noutros casos estas protuberâncias
podem tomar um aspecto de “dedos” alongados. Estes rebentos diferem
das lavas parentais por as suas superfícies serem lisas, provavelmente
indicando um tão rápido crescimento que a tensão superficial
pode dar nova forma ao magma e destruir as marcas exteriores.
O interior das lavas em almofada arrefece mais lentamente que a cobertura exterior
vítrea e consequentemente é mais cristalino. A cristalização
a taxas de arrefecimento progressivamente mais lentas em direcção
ao interior produz uma considerável variedade de texturas nas rochas.
O interior de “almofadas” de dimensões consideráveis
pode ser quase completamente cristalino. As vesículas são comuns
e usualmente concentram-se em camadas paralelas à superfície exterior.
"Texto
traduzido e adaptado de: Encyclopedia of Volcanoes,
Chapter Submarine Lavas and Hyaloclastite, Rodney Batiza
and James D. L. White"
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