Em 3 de abril de 1991, Irmã Emma Fondevilla, uma missionária baseada em uma aldeia nativa de Aeta nos flancos do Monte Pinatubo, na ilha filipina de Luzon, levou um grupo de moradores a se encontrar com cientistas do Instituto Filipino de Vulcanologia e Sismologia (PHIVOLCS). Fondevilla e os moradores contaram aos cientistas sobre uma série de erupções de vapor no lado noroeste da montanha.
O que se desenrolou a seguir mudaria a história. De alguma forma, contra todas as probabilidades, os cientistas convenceram as autoridades a evacuar mais de 65.000 pessoas que viviam à sombra de Pinatubo. Seus esforços incansáveis representam um dos esforços de mitigação de risco de maior sucesso de uma grande erupção vulcânica.
Em 15 de junho, aproximadamente às 13h42 hora local, o Pinatubo entrou em erupção – a maior explosão vulcânica desde Novarupta, no Alasca, em 1912. Sua nuvem de cinzas continha 5 quilômetros cúbicos de material – elevada a 40 quilômetros de altura. Porque um tufão que passou simultaneamente trouxe fortes chuvas, fluxos rápidos de cinzas, lama e detritos vulcânicos chamados lahars precipitaram-se para baixo do vulcão, arrasando cidades, destruindo a selva e sufocando os arrozais e os campos de cana-de-açúcar. A água também se misturou com as cinzas, criando uma substância semelhante ao cimento, e muitos edifícios desabaram com o peso. Mais de 350 pessoas morreram durante a erupção, a maioria devido ao colapso de telhados.
Os efeitos do Pinatubo não terminaram nessa data há 25 anos. O gás da nuvem de cinzas empurrou os padrões climáticos e amorteceu os efeitos do aquecimento global para o próximo ano. Lahars, que pode correr montanha abaixo após chuvas fortes, continuou a representar uma ameaça para as populações vizinhas mais de uma década depois.
A erupção de Pinatubo começou, literal e figurativamente. Aqui estão oito maneiras pelas quais Pinatubo mudou a maneira como abordamos e aprendemos com os perigos vulcânicos.
Primeira avaliação científica rápida da história de um vulcão
Assim que o Pinatubo começou a roncar, o PHIVOLCS instalou três sismômetros no seu flanco noroeste. Depois que os cientistas da U.S. Geological Survey (USGS) – parte do Programa de Assistência a Desastres de Vulcões (VDAP) da Pesquisa – chegaram em 23 de abril, eles montaram uma rede sísmica de sete estações localizadas entre 1 e 19 quilômetros de distância do vulcão. Ao longo de maio, sismômetros registraram pelo menos 200 pequenos terremotos por dia.
Um espectrômetro montado em um helicóptero – um dispositivo originalmente desenvolvido para monitorar as emissões das chaminés – rastreou aumentos dramáticos nas emissões de dióxido de enxofre das aberturas. O gás escapa à medida que o magma sobe dentro de um vulcão, então esse sinal de magma em movimento, junto com o aumento da sismicidade e deformação medida por medidores de inclinação, levou os cientistas a acreditar que uma erupção era iminente.
Mas os cientistas enfrentaram um grande problema: Eles tiveram apenas algumas semanas para aprender o máximo possível sobre a história eruptiva do Monte Pinatubo antes que ele explodisse. Acrescente a isso outro desafio: nenhuma informação de base sobre o vulcão existia, exceto por uma data de carbono de uma investigação da década de 1980 da área como um possível local para uma usina nuclear, disse John Ewert, geólogo e membro da equipe VDAP destacada para nas Filipinas.
Uma das primeiras coisas que a equipe do VDAP fez foi consultar o catálogo de vulcões ativos do Programa de Vulcanismo Global da Smithsonian Institution. Pinatubo nem estava lá na época, disse Ewert.
Os cientistas do VDAP não perderam tempo. Eles estudaram camadas de fluxos piroclásticos antigos e lahars em torno de todos os lados do vulcão. Eles coletaram e dataram amostras de carvão. Eles voaram em helicópteros ao redor do vulcão, mapeando a extensão dos fluxos anteriores e visitando afloramentos.
Do ar, os cientistas viram que os fluxos piroclásticos apareceram “no alto das cristas, ou sobre as cristas que teriam bloqueado todos mas os maiores fluxos ”, disse ao Eos Chris Newhall, um vulcanologista que fazia parte da equipe VDAP nas Filipinas. As observações confirmaram o quão grande poderia ser a erupção iminente.
A partir desses estudos, os cientistas calcularam que o vulcão explodiu em pelo menos seis períodos eruptivos nos últimos 5.000 anos, pequenas explosões de atividade seguidas por longos períodos calmos.A erupção mais recente ocorreu há 500 anos. Além do mais, as aldeias vizinhas foram construídas em antigos fluxos piroclásticos e lahars.
Primeiras evacuações generalizadas e mobilizadas com sucesso
No início de junho, as emissões de dióxido de enxofre caíram drasticamente para cerca de 250 toneladas por dia. Os cientistas suspeitaram que isso significava que o magma viscoso e ascendente havia fechado rachaduras ou resfriado e perdido voláteis, evitando que o gás escapasse.
Na mesma época, os terremotos dentro de Pinatubo aumentaram em força e duração. No início de junho, os aglomerados do terremoto moveram-se do noroeste do vulcão para logo abaixo de seu cume. Em 7 de junho, uma cúpula de lava começou a emergir e, em 10 de junho, as emissões de dióxido de enxofre saltaram para mais de 13.000 toneladas por dia. Nos dias seguintes, explosões – algumas gerando colunas de cinzas e destroços de até 24 quilômetros de altura – sacudiram o vulcão.
Esses sinais apontavam para uma coisa: o vulcão estava prestes a explodir. Mas como os cientistas poderiam convencer as quase 1 milhão de pessoas que vivem ao redor do vulcão de que precisam ser evacuadas?
As apostas eram altas: apenas 6 anos antes, o Nevado del Ruiz, na Colômbia, entrou em erupção e matou mais de 23.000 pessoas . A “falha nas comunicações” entre cientistas e autoridades locais foi parcialmente culpada, disse Ewert.
Em apenas algumas semanas, os cientistas do PHIVOLCS e do VDAP tiveram que interpretar todos os dados que coletaram sobre a história eruptiva do vulcão e moldá-lo em um esquema de aviso simples. O esquema tinha que ser eficaz e facilmente digerível – o suficiente para que pudesse convencer dezenas de milhares de pessoas que vivem ao redor do vulcão, que falavam vários dialetos diferentes e até idiomas diferentes, a evacuar.
O idioma não foi o único obstáculo. “Um dos nossos maiores desafios quando chegamos às Filipinas foi realmente convencer as pessoas que era de fato um vulcão”, disse Ewert. Muitos moradores acusaram os cientistas de PHIVOLCS e USGS de mentir para obter ganhos financeiros ou razões políticas.
A equipe perseverou, reunindo líderes locais de cidades, vilas e pequenas aldeias para explicar os perigos e responder a perguntas. Parte dessa campanha educacional envolveu a exibição de imagens de vídeo horripilantes da tragédia do Nevado del Ruiz, que retratou fluxos destrutivos de cinzas, lama vulcânica, cinzas, deslizamentos de terra, fluxos de lava e muito mais. Embora os cientistas estivessem preocupados em exagerar os perigos, no final eles “julgaram então (e ainda julgam) que imagens fortes eram necessárias para despertar a população”, refletiram cientistas do PHIVOLCS e do USGS em 1996.
Aqui, os cientistas aprendi uma lição poderosa sobre a mitigação de riscos. Conforme explicou Ewert, “Mostrar às pessoas o que aconteceu em outros lugares do mundo foi muito mais eficaz do que um cientista em pé no meio de uma multidão tentando explicá-lo com danças interpretativas e gestos com as mãos.”
No início de junho, as autoridades pediram a evacuação de 25.000 pessoas que viviam na área, incluindo militares americanos na Base Aérea de Clark e na Estação Naval dos EUA na Baía de Subic. “Em 14 de junho, o raio de evacuação recomendado era de 30 quilômetros, o que seria aplicado a talvez 400.000 pessoas”, disse Newhall. Nunca antes uma tentativa de evacuação tão ampla foi feita antes de uma erupção vulcânica.
Na época o vulcão entrou em erupção em 15 de junho, cientistas e funcionários públicos convenceram mais de 65.000 pessoas a evacuarem. Mais de 350 morreram durante a erupção, mas o USGS e o PHIVOLCS estimam que os esforços de evacuação salvaram entre 5.000 e 20.000 vidas.
Importância da comunicação eficaz
Em 1991, os cientistas tiveram que pesquisar informações em livros, fazer fotocópias e enviar informações entre si, disse Ewert. um tempo antes do GPS e antes que os dados pudessem ser enviados por satélite. Os smartphones eram ficção científica.
Em uma era sem um ciclo de notícias de 24 horas, os cientistas do PHIVOLCS e do USGS não podiam fornecer às populações locais o minuto-a- atualizações minuciosas, muito menos no dia a dia, e rumores se espalham. Um desses rumores afirmava que uma fissura de 3 milhas de comprimento se formou após a erupção e que a cidade vizinha de Olongapo logo seria atingida por uma explosão lateral gigante.
“Os telefones celulares ajudaram brevemente, desde que enquanto suas baterias duravam ”, refletiram os cientistas da PHIVOLCS e do USGS em 1996.”Mas foi só em 16 de junho que pudemos dizer ao país que uma caldeira já havia se formado e que o clímax da erupção provavelmente havia passado.”
As ferramentas avançadas de hoje teriam sido úteis, mas “em No final, para uma mitigação de risco natural bem-sucedida, tudo se resume a quão eficazes os cientistas e funcionários públicos são na comunicação uns com os outros e com o público ”, disse Ewert ao Eos.
Novo entendimento dos gatilhos para erupções envolvendo múltiplos Tipos de magma
Após a explosão, investigações de lava resfriada revelaram que a erupção envolveu uma mistura de diferentes tipos de magma, um fenômeno que já havia sido visto antes, mas não era totalmente compreendido. Os cientistas estavam cientes das erupções de magma misto, mas não tinham certeza do que as desencadeou, disse Ewert.
O magma pode ser classificado em tipos que distinguem a quantidade de sílica que contêm e o quão viscosos são, entre outras características. Vulcões basálticos, como os do Havaí, têm poças de magma menos viscosas e “fluidas”. O magma silícico – feito de dacito ou riolito – é mais pegajoso e mais viscoso. Ele retém mais gás do que, quando despressurizado, entra em erupção mais explosivamente. p> Estudos de depósitos de lava após a explosão de Pinatubo revelaram algo curioso: minerais justapostos que normalmente não coexistiriam se o magma viesse de uma fonte, explicou Newhall. Assinaturas térmicas – por exemplo, cristais parcialmente reabsorvidos, difusão química entre cristais – sugeriram que o magma foi inicialmente, uma mistura de basalto e dacito antes da erupção. Mas, ao final da erupção, o magma era totalmente dacito.
O magma basáltico é mais denso que o dacito, portanto, com base apenas na densidade, “o basalto deveria ter ficou preso sob o dacito ”, disse Newhall. Em vez disso, subiu para o dacito e se misturou a ele. Mas como?
Primeiro, quando o basalto fresco, rico em água e consideravelmente mais quente atingiu o reservatório de dacito mais frio, o basalto se cristalizou, explicou Newhall. Isso espremeu a água do basalto e outros gases dissolvidos no derretimento restante. Em vez de permanecerem confinados, os voláteis escaparam do derretimento e “formaram pequenas bolhas que diminuíram a densidade do magma basáltico geral”, disse Newhall. “Portanto, era flutuante e subia e se misturava a uma pequena quantidade do dacito. Isso acrescentou ainda mais voláteis. ”
A lama resultante era ainda menos densa do que o ambiente, então continuou subindo e foi a primeira erupção. Eventualmente, o próprio dacito aqueceu o suficiente para subir à superfície e entrar em erupção.
Essa mistura de magma se manifestou como terremotos sutilmente estrondosos que às vezes duravam cerca de um minuto, chamados terremotos profundos de longo período (DLP). Terremotos de longo período indicam que o magma está se intrometendo nas rochas circundantes, mas os cientistas observaram esses eventos com mais frequência em profundidades menores que 10 quilômetros. Antes de Pinatubo, terremotos DLP raramente eram observados e não eram totalmente compreendidos.
Hoje em dia, terremotos DLP são “algo que procuramos se tivermos um vulcão que está acordando”, disse Ewert. Esse sinal dá aos cientistas pistas sobre os movimentos no encanamento do vulcão.
Descoberta de que mais gás entra em erupção do que estudos de rochas podem revelar
Até Pinatubo, os cientistas presumiam que a quantidade de gás que uma erupção vulcânica liberava – principalmente água vapor, dióxido de carbono e dióxido de enxofre – era governado pelo volume de magma que entrou em erupção e os níveis de saturação que o gás poderia atingir dentro do magma, dependendo da temperatura do magma. A coleta dessas informações envolve o estudo de cristais de lava resfriada após uma erupção, disse Ewert .
Mas o que os cientistas descobriram em Pinatubo ao estudar diretamente as emissões foi que “havia muito mais gás de enxofre emitido na atmosfera do que poderia ser contabilizado ”Ao estudar os cristais, disse Ewert. Isso implicava que as emissões de vapor dágua e dióxido de carbono – os gases que dominam as emissões – também eram maiores do que os cientistas esperavam.
Antes do Pinatubo, os cientistas pensavam que o gás que não podia ser dissolvido no magma escapava pelas aberturas à superfície. Mas espantosos 17 megatons de dióxido de enxofre foram liberados pela explosão, medida por espectrômetro de satélite.Isso implicava que grandes quantidades de gás poderiam se acumular como bolhas e permanecer na câmara magmática, explicou Newhall
Como esse excesso de gás torna uma erupção mais explosiva, pode até ser que esse gás livre seja necessário para um Pinatubo -como erupção, Newhall disse. Se os voláteis já estiverem em excesso, eles podem se expandir imediatamente quando a pressão cair, sem qualquer demora na difusão através do derretimento.
Saber que magmas podem reter o excesso de gás pode ajudar nos esforços de previsão, explicou Newhall. Por exemplo, se um vulcão foi conectado desde sua erupção anterior, mas foi continuamente recarregado com magma fresco e gás de profundidade, os cientistas podem examinar o tempo entre suas erupções para avaliar se o vulcão acumulou excesso de gás suficiente para torná-lo particularmente explosivo.
Iluminação de detalhes sobre a circulação atmosférica
A quantidade total de dióxido de enxofre liberado antes e durante a erupção causou o efeito mais profundo na estratosfera desde Krakatau em 1883. Os aerossóis sulfúricos que se formaram do dióxido de enxofre circulou a Terra em 3 semanas e permaneceu na atmosfera por 3 anos, refletindo luz solar suficiente para resfriar todo o planeta em meio grau Celsius durante esse tempo.
No entanto, durante o inverno seguinte , A Europa experimentou temperaturas surpreendentemente quentes. Este aquecimento do inverno não tinha sido observado após erupções vulcânicas anteriores, como El Chichón do México em 1982. O que poderia estar acontecendo?
Usando modelos de circulação atmosférica e simulações de computador para estudar como a nuvem de enxofre do aerossol de Pinatubo viajou ao redor do globo, os cientistas descobriram que os aerossóis sulfúricos refletem a luz do sol para fora enquanto absorvem o calor de baixo, levando ao resfriamento da troposfera enquanto aquece a estratosfera inferior, explicou Alan Robock, um cientista atmosférico da Rutgers University em New Brunswick, NJ
Este gradiente de temperatura fortaleceu a Oscilação Ártica, um padrão de vento que circula o Ártico. Em sua fase forte, a Oscilação Ártica puxa o ar quente do oceano, aquecendo o norte da Europa e deslocando para o norte a corrente de jato global – o “rio” de vento que flui ao redor do globo.
A corrente de jato alterada permitiu ventos quentes fluem sobre o hemisfério norte durante o inverno, disse Robock. Como a corrente de jato flui como uma onda, enquanto a Europa recebia ar quente do sul, o Oriente Médio recebeu ar mais frio do norte, trazendo para Jerusalém a pior tempestade de neve em 40 anos.
“Na época da erupção do Pinatubo, ninguém sabia sobre o aquecimento do inverno”, disse Robock. Armados com avanços na modelagem, além dos efeitos atmosféricos altamente monitorados da erupção do Pinatubo, os cientistas atmosféricos estão mais bem preparados para prever os efeitos globais da próxima grande erupção, acrescentou Robock.
Um caso reforçado que os humanos causam o aquecimento global
A erupção ajudou os cientistas a declarar definitivamente que as emissões humanas de gases de efeito estufa são responsáveis por pelo menos os últimos 60-70 anos de aquecimento.
Os cientistas rastrearam aerossóis de enxofre provenientes da erupção do Pinatubo como eles viajaram ao redor do mundo. Por 2 anos após a explosão, as temperaturas da superfície esfriaram, conforme previsto por modelos climáticos que incluíam as injeções de Pinatubo na atmosfera. As temperaturas aumentaram novamente quando os aerossóis de resfriamento saíram da atmosfera.
O Pinatubo, de certa forma, serviu como um experimento climático natural para testar e calibrar modelos. Os cientistas conectaram as emissões vulcânicas observadas em modelos de mudança climática com e sem emissões antropogênicas de gases de efeito estufa. Nas simulações que incluíram apenas erupções vulcânicas, os cientistas não viram os últimos 60-70 anos de aquecimento consistente, explicou Robock.
Essa observação ajudou os cientistas do clima a aprimorarem ainda mais seus modelos, confirmando que os humanos e os Quantidades sem precedentes de gases de efeito estufa que eles lançam na atmosfera todos os anos – são os culpados pelo aquecimento do clima. O Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas conseguiu usar esses modelos recentemente aprimorados para apoiar ainda mais a atribuição das mudanças climáticas às atividades humanas.
Mais peso para os argumentos contra a geoengenharia
Alguns cientistas sugeriram invadir nossa própria atmosfera para neutralizar os efeitos da mudança climática, mas a erupção do Pinatubo levantou grandes preocupações sobre se essa manipulação direta poderia ser controlada. Conhecido como “geoengenharia”, um desses métodos envolveria a injeção de partículas de dióxido de enxofre na atmosfera, assim como faria uma erupção vulcânica.
Robock e outros cientistas concordam que esse tipo de injeção teria consequências negativas.Uma consequência é a destruição da camada de ozônio da atmosfera, que impede que os perigosos raios ultravioleta atinjam a Terra.
Nuvens de partículas de ácido sulfúrico – criadas quando o dióxido de enxofre recém-injetado na estratosfera encontra a água – fornecem superfícies nas quais o ozônio – ocorrem reações químicas destruidoras. Nos 2 anos após a erupção, a destruição do ozônio atmosférico se acelerou, e o buraco do ozônio no hemisfério sul aumentou para um “tamanho sem precedentes”.
Robock disse que para deter o aquecimento global, os humanos teriam que injetar 100 milhões de toneladas de dióxido de enxofre na atmosfera a cada ano – o que equivale a cerca de cinco erupções de Pinatubo por ano. Os cientistas geralmente concordam que as consequências da geoengenharia são muito arriscadas de tentar. Seria mais seguro e prático reduzir as emissões de dióxido de carbono e ” manter os combustíveis fósseis no solo ”, disse Robock.
Pinatubos Legacy
Em 1996, cientistas do USGS e PHILVOLCS escreveram este lembrete preocupante de como, se os fatores tivessem sido diferentes, o desastre não poderia ter sido evitado no Monte Pinatubo: “Em retrospectiva, deveríamos estar menos preocupados em exagerar o perigo e mais preocupados em acelerar os preparativos para as evacuações. Pinatubo quase nos alcançou.”
O Monte Pinatubo, por enquanto, está relativamente silencioso, cerca de 300 metros mais curto do que era antes de explodir há 25 anos. O que os próximos 25 anos podem trazer a Pinatubo? O tempo dirá.
– JoAnna Wendel, redatora; e Mohi Kumar, editora de conteúdo científico, Eos.org