Vulcões

Índice de Explosividade Vulcânica (VEI)



Algumas erupções vulcânicas são milhares, ou até um milhão de vezes mais explosivas que outras.

Índice de explosividade vulcânica: As esferas na ilustração acima representam o volume de tefra em erupção para algumas das erupções vulcânicas explosivas mais conhecidas. Embora a maioria das pessoas acredite que o Vesúvio (79 dC - a erupção de Pompéia), o Monte St. Helens (1980) e o Monte Pinatubo (1991) eram enormes, eles são muito pequenos em comparação com erupções antigas, como Wah Wah Springs, Toba, Yellowstone, ou Caldera de Long Valley.

Índice de Explosividade Vulcânica: O índice de explosividade vulcânica é baseado no volume de tefra produzido durante uma erupção. As esferas neste diagrama fornecem uma comparação de tamanho relativo para cada etapa do índice.

Escalas de medição para eventos naturais

Medir o tamanho ou a força dos eventos naturais sempre foi um desafio para os cientistas naturais. Eles desenvolveram a escala Richter Magnitude para estimar a quantidade de energia liberada por um terremoto, a escala Saffir-Simpson para estimar o potencial de um furacão e a escala Fujita para avaliar a intensidade dos furacões. Essas escalas são valiosas para comparar eventos diferentes e para entender a quantidade de dano que eventos de tamanhos diferentes podem causar.

Medir a força de uma erupção vulcânica é mais desafiador do que coletar dados de velocidade do vento ou medir o movimento do solo com um instrumento. As erupções vulcânicas produzem tipos diferentes de produtos, têm durações diferentes e se desenvolvem de maneiras diferentes. Há também um problema de que algumas erupções são explosivas (materiais rochosos são expelidos pela ventilação), enquanto outras erupções são efusivas (rochas derretidas fluem da ventilação).

Erupção de reduto: Nuvem de erupção do vulcão Redoubt, visto da Península de Kenai. Essa erupção durou de 14 de dezembro de 1989 a 20 de junho de 1990. Era apenas um VEI 3. Toba era cerca de 10.000 vezes mais explosiva. Fotografia por R. Clucas, 21 de abril de 1990. Imagem do USGS. Prolongar. Mais Informações.

Medindo Erupções Explosivas

Chris Newhall, do Serviço Geológico dos Estados Unidos, e Stephen Self, da Universidade do Havaí, desenvolveram o Índice de Explosividade Vulcânica (VEI) em 1982. É uma escala relativa que permite comparar as erupções vulcânicas explosivas. É muito valioso, pois pode ser usado tanto em erupções recentes que os cientistas testemunharam quanto em erupções históricas que ocorreram milhares ou milhões de anos atrás.

A principal característica de erupção usada para determinar o índice de explosividade vulcânica é o volume de material piroclástico ejetado pelo vulcão. O material piroclástico inclui cinzas vulcânicas, tefra, fluxos piroclásticos e outros tipos de ejetos. A altura da coluna da erupção e a duração da erupção também são consideradas na atribuição de um nível de VEI a uma erupção.

Palavras-chave: Perigos vulcânicos

Wah Wah Springs: Eric Christiansen e Myron Best, da Universidade Brigham Young, explicam as evidências que apóiam a erupção de Wah Wah Springs como uma das maiores, se não a maior, erupções vulcânicas explosivas conhecidas.

Fish Canyon Tuff: Outra erupção do VEI 8 que rivaliza com Wah Wah Springs ocorreu cerca de 28 milhões de anos atrás, no que hoje é o sudoeste do Colorado. A erupção em La Garita Caldera produziu o Fish Canyon Tuff, um ignimbrito dacítico, com um volume estimado original de cerca de 5.000 quilômetros cúbicos! Imagem de USGS. Ampliar / fonte de imagem.

Etapas da escala VEI

A escala VEI começa em 0 para erupções que produzem menos de 0,0001 quilômetro cúbico de ejetos. A maioria dessas erupções é muito pequena. No entanto, alguns deles são "efusivos" ao invés de serem "explosivos". Erupções efusivas são caracterizadas por lava fluindo da abertura em vez de ejetos serem jateados.

As erupções classificadas no VEI 1 produzem entre 0,0001 e 0,001 quilômetros cúbicos de ejetos. Acima do VEI 1, a escala se torna logarítmica, o que significa que cada etapa da escala representa um aumento de 10X na quantidade de material ejetado. As erupções do VEI 2 produzem entre 0,001 e 0,01 quilômetros cúbicos de ejetos. As erupções do VEI 3 produzem entre 0,01 e 0,1 quilômetros cúbicos de ejetos. A progressão da escala do VEI 0 para o VEI 8 é mostrada no diagrama desta página.

Com cada etapa da escala representando um aumento de 10X na explosividade, um VEI 5 ​​é aproximadamente dez vezes mais explosivo que um VEI 4. Dois passos da escala são um aumento de 100X na explosividade. Por exemplo, um VEI 6 é aproximadamente 100 vezes mais explosivo que um VEI 4. Um VEI 8 é um milhão de vezes mais explosivo que um VEI 2. Tudo isso é baseado no volume de ejecta.

Como cada etapa da escala é um aumento de 10 vezes no material ejetado, há uma enorme diferença no tamanho de uma erupção na extremidade inferior de uma etapa e uma erupção na extremidade superior de uma etapa. Por esse motivo, um "+" é frequentemente adicionado a erupções que se sabe estarem na extremidade superior de sua etapa. Por exemplo, a erupção de Katla no sul da Islândia em 12 de outubro de 1918 foi classificada no VEI 4+, porque a erupção foi um VEI 4 muito forte.

Wah Wah Springs: Eric Christiansen e Myron Best, da Universidade Brigham Young, explicam as evidências que apóiam a erupção de Wah Wah Springs como uma das maiores, se não a maior, erupções vulcânicas explosivas conhecidas.

Local da erupção de Toba: Cerca de 73.000 anos atrás, um vulcão conhecido como "Toba" entrou em erupção na ilha de Sumatra, na Indonésia. Foi uma das maiores erupções vulcânicas que podem ser documentadas com as evidências atuais. Acredita-se que a explosão tenha desmatado partes da Índia - a cerca de 5.000 quilômetros de distância - e ejetado cerca de 2600 quilômetros cúbicos de detritos vulcânicos. Hoje, a cratera é o maior lago vulcânico do mundo - com cerca de 100 quilômetros de comprimento e 35 quilômetros de largura. Imagem composta usando dados do Landsat Geocover 2000 da NASA.

Que erupção tem o maior VEI?

Cerca de cinquenta erupções foram classificadas como VEI 8 porque acredita-se que tenham produzido incríveis 1.000 quilômetros cúbicos ou mais de ejetos. Seria uma massa de ejetos não compactados com dez quilômetros de comprimento, dez quilômetros de largura e dez quilômetros de profundidade. Erupções em Toba (74.000 anos atrás), Yellowstone (640.000 anos atrás) e Lake Taupo (26.500 anos atrás) são três dos 47 locais da VEI 8 que foram identificados.

A erupção do VEI 8 com o maior volume de ejeta conhecido é a erupção de Wah Wah Springs que ocorreu no que hoje é o estado de Utah, cerca de 30 milhões de anos atrás. Estima-se que tenha produzido mais de 5500 quilômetros cúbicos de ejetos em cerca de uma semana.

As erupções nas províncias ígneas das armadilhas do Paraná e Etendeka tiveram um volume eruptivo de mais de 2,6 milhões de quilômetros cúbicos. No entanto, acredita-se que sejam erupções efusivas produzindo lava fluida de basalto, em vez de erupções explosivas produzindo ejetos. As erupções do Paraná e Etendeka ocorreram cerca de 128 a 138 milhões de anos atrás. Seus fluxos de lava se estendem do leste do Brasil até as partes ocidentais da Namíbia e Angola. Ocorreram quando a África e a América do Sul estavam conectadas.

Relacionados: Tipos de erupções vulcânicas

Erupção do Monte St. Helens: A erupção de 18 de maio de 1980 em Mount St. Helens foi considerada pela maioria das pessoas uma enorme erupção. A explosão removeu os 400 metros superiores da montanha, produziu uma avalanche de detritos que cobria 62 quilômetros quadrados e derrubou árvores em uma área de cerca de 600 quilômetros quadrados. Esta erupção foi um VEI 4. Toba, no VEI 8, foi aproximadamente 10.000 vezes mais explosivo. Imagem de USGS.

A frequência de grandes erupções


Frequência de Erupção VEI
VEIFreqüência
0freqüente
1freqüente
2dezenas por ano
3vários por ano
4dezenas por década
5um por década
6vários por século
7vários por milênio
8dois por 100.000 anos
Dados do USGS.

Como na maioria dos eventos naturais, pequenas erupções vulcânicas são muito comuns e grandes erupções são muito raras. Os dados à esquerda do Serviço Geológico dos Estados Unidos resumem a frequência relativa de erupções de várias classificações de VEI. Isso mostra claramente a raridade de altas erupções no VEI - mas demonstra que são possíveis eventos.

O gráfico de barras desta página resume a frequência de erupções com várias classificações da VEI usando dados do Programa Global de Vulcanismo da Smithsonian Institution para erupções que ocorreram entre cerca de 10.000 anos atrás e 1994. Apenas quatro erupções da VEI 7 foram documentadas, mas mais de três mil eventos VEI 2 ocorreram. Felizmente, erupções muito grandes são eventos muito raros.

VEI vs. frequência de erupção: Este gráfico mostra como pequenas erupções menos explosivas são muito mais frequentes do que grandes erupções. Os dados usados ​​para preparar o gráfico são do banco de dados do Programa Global de Vulcanismo da Smithsonian Institution. Esse banco de dados inclui erupções registradas e históricas que ocorreram entre cerca de 10.000 anos atrás e 1994.

Estimando Volumes Ejecta


Espessura de cinzas a 16 km
VEIEspessura
0nada
1varredura
2alguns centímetros
3vários centímetros
4algumas dezenas de centímetros
5cerca de 1/2 metro
6cerca de três metros
7pelo menos vários metros
Dados do USGS.

Quando ocorre uma erupção explosiva, o ejecta é espalhado pela força da explosão e pelo vento. É tipicamente mais espessa perto da fonte e diminui de espessura com a distância.

Com as erupções atuais, os observadores podem compilar relatórios de espessura de cinzas de vários locais diferentes e criar um mapa de contorno da espessura de cinzas. Esses dados podem ser usados ​​para estimar o volume de ejecta.

Estimativas precisas tornam-se mais difíceis quando a erupção ocorre em uma área remota e muito difícil quando ocorre em uma ilha que fica a uma grande distância de outras ilhas ou massas terrestres. Nessas situações, o tamanho da nuvem de erupção e a duração da erupção podem ser combinados com dados de depósito de cinzas para atribuir uma classificação de VEI.

Problemas de estimativa semelhantes ocorrem no cálculo de volumes de ejetos para erupções antigas. O Ejecta é facilmente erodido e frequentemente coberto por materiais mais novos. Nessas situações, "melhores estimativas" devem ser feitas. Quando é difícil atribuir um número VEI, muitas vezes é adicionado um ponto de interrogação ao número para indicar incerteza. Por exemplo, o Projeto Global de Vulcanismo lista o VEI da erupção do Vesúvio da Itália em 24 de outubro de 79 dC como "5?" porque há dados insuficientes para garantir o número.

Informações sobre explosividade vulcânica
A erupção do supervulcão - em Sumatra - desmatou na Índia há 73.000 anos: Comunicado de imprensa publicado online pela Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, novembro de 2009.
Perguntas sobre supervulcões: Observatório do Vulcão Yellowstone, Estados Unidos Geological Survey, acessado pela última vez em agosto de 2016.
O corpo de magma do Fish Canyon, campo vulcânico de San Juan, Colorado: rejuvenescimento e erupção de um batólito da crosta superior: O. Bachmann, M.A. Dungan e P.W. Lipman, Journal of Petrology, Volume 43, páginas 1469-1503, 2002.
Programa Global de Vulcanismo: Uma tabela de dados de erupções vulcânicas que inclui classificações VEI e volumes eruptivos para milhares de vulcões em todo o mundo. Smithsonian Institution, Museu Nacional de História Natural, último acesso em agosto de 2016.
Supervulcões descobertos em Utah pelos geólogos da BYU: Cara Caldwell, comunicado de imprensa da Universidade Brigham Young, em 8 de dezembro de 2013.

Por que a balança para na VEI 8?

As maiores erupções explosivas documentadas até o momento foram classificadas na VEI 8. Podem ocorrer erupções maiores que Toba, Yellowstone e outros eventos da VEI 8? A Terra tem a capacidade de produzir uma explosão capaz de lançar os 10.000 quilômetros cúbicos de ejetos necessários para classificar uma erupção do VEI 9?

É possível que exista evidência de uma erupção do VEI 9 e esteja enterrada no registro geológico. Erupções tão grandes seriam eventos muito raros, mas é impossível dizer que erupções tão grandes nunca ocorreram. Se uma erupção tão grande ocorresse no futuro, seria uma ameaça significativa à vida na Terra.

Autor: Hobart M. King, Ph.D.