Caldeira de Kikai volta a acumular magma milhares de anos após grande erupção

Cientistas da Universidade de Kobe identificaram evidências de que um novo volume de magma está se acumulando sob a caldeira de Kikai, localizada no Japão. A estrutura submarina protagonizou uma erupção catastrófica há cerca de 7.300 anos e agora passa por um processo lento de recarga em seu reservatório magmático subterrâneo.

A constatação oferece uma visão detalhada a respeito de como sistemas vulcânicos gigantescos recuperam o fornecimento de magma depois de episódios de destruição massiva. Além disso, as observações fornecem parâmetros importantes para compreender a dinâmica de outros supervulcões, a exemplo de Yellowstone, nos Estados Unidos, e de Toba, na Indonésia, permitindo aprimorar o reconhecimento de sinais de alerta para eventos futuros.

O colapso estrutural e o histórico da caldeira

Determinadas atividades vulcânicas alcançam proporções tão severas que alteram drasticamente a geografia ao redor. O volume de material expelido pode atingir escalas impressionantes, correspondendo a uma quantidade suficiente para cobrir toda a área do Central Park, em Nova York, sob uma camada de aproximadamente 12 quilômetros (7,5 milhas) de espessura.

Quando volumes dessa magnitude escapam das profundezas, o teto rochoso que cobria o reservatório esvaziado tende a desmoronar. Esse abatimento dá origem a uma depressão ampla e relativamente rasa, denominada caldeira. Estruturas como Yellowstone, Toba e a própria caldeira de Kikai — cuja maior parte permanece submersa no oceano — estão associadas a eventos extremos da história da Terra. No caso de Kikai, a última erupção gigantesca ocorreu há 7.300 anos, dentro do Holoceno, época geológica iniciada há cerca de 11.700 anos e que segue até a atualidade.

Embora se saiba que caldeiras de grandes proporções podem entrar em atividade violenta repetidas vezes, a comunidade científica ainda mantinha um conhecimento incompleto sobre o modo como as quantidades massivas de rocha fundida se reúnem no subsolo. Essa lacuna dificultava a projeção sobre quando uma nova manifestação desse porte poderia acontecer. O geofísico Nobukazu Seama, da Universidade de Kobe, ressaltou a necessidade de compreender a forma como esse magma se acumula para que se torne possível decifrar os mecanismos que levam às erupções de caldeiras gigantes.

A tecnologia de varredura no fundo marinho

A localização submarina de Kikai, que inicialmente poderia parecer um obstáculo, tornou-se uma vantagem operacional para os pesquisadores. Conforme pontuou Seama, o leito marinho que circunda a formação permitiu a execução de levantamentos sistemáticos e em grande escala em toda a estrutura vulcânica.

Para investigar a subsuperfície, a Universidade de Kobe atuou em parceria com a Agência Japonesa de Ciência e Tecnologia da Terra e do Mar (JAMSTEC). Os especialistas dispararam pulsos sísmicos por meio de canhões de ar comprimido de alta potência, atravessando a crosta abaixo do oceano. Em seguida, instrumentos denominados sismômetros de fundo oceânico registraram a propagação dessas ondas pela rocha.

Como as ondas sísmicas se deslocam com velocidades e padrões distintos ao atravessar formações sólidas em comparação com áreas contendo material em fusão, a equipe pôde analisar as variações para delinear estruturas internas que não podem ser vistas diretamente. As conclusões foram divulgadas na publicação científica Communications Earth & Environment.

Evidências químicas e injeção de novo magma

O estudo revelou uma área substancial contendo alta concentração de magma diretamente abaixo do local onde houve o colapso de 7.300 anos atrás. Pela extensão e pelo posicionamento calculados a partir dos dados sísmicos, Seama observou que a massa atual ocupa o mesmo sistema de armazenamento magmático da erupção prévia.

No entanto, as análises demonstraram que o conteúdo presente no subsolo não é simplesmente uma sobra remanescente da explosão do passado. Avaliações anteriores já indicavam que um domo de lava vem se desenvolvendo perto do centro da caldeira ao longo dos últimos 3.900 anos, originado quando lava espessa e viscosa se amontoa em torno de uma abertura vulcânica em vez de escorrer livremente.

Exames químicos no material desse domo e em outras manifestações recentes apontaram uma composição distinta daquela expelida no evento de 7.300 anos atrás. Esse contraste confirmou que a câmara subterrânea tem recebido novas injeções de rocha fundida a partir de camadas mais profundas da crosta terrestre ou do manto. Conforme sintetizou Seama, o magma existente hoje sob o domo de lava consiste em material recém-injetado.

Modelos para Yellowstone e Toba

Os pesquisadores esclareceram que a detecção da recarga contínua não significa que uma nova erupção gigantesca esteja na iminência de acontecer. O achado serve, primordialmente, para detalhar como um reservatório consegue se restabelecer ao longo de milênios, processo que precisa ser compreendido para viabilizar projeções sobre o comportamento de longo prazo desses sistemas.

De acordo com Seama, o modelo de reinjeção observado em Kikai é consistente com a presença de amplos reservatórios de magma rasos situados abaixo de outras caldeiras gigantes, como Yellowstone e Toba. A dinâmica sugere que um reservatório existente pode receber novos aportes aos poucos, o que evidencia padrões cíclicos de estocagem de magma e atividade eruptiva.

A equipe planeja refinar as técnicas sísmicas para monitorar a movimentação e a retenção do material fundido com precisão ainda maior. Seama afirmou que a intenção do grupo é aprimorar as abordagens metodológicas para detalhar o processo de injeção e atingir o objetivo de rastrear indicadores cruciais de futuras erupções.

O projeto contou com financiamento do Ministério da Educação, Cultura, Esportes, Ciência e Tecnologia do Japão (MEXT), por meio do Terceiro Programa de Observação e Pesquisa de Riscos de Terremotos e Vulcões, e da Sociedade Japonesa para a Promoção da Ciência (sob a concessão 20H00199).

Com informações de ScienceDaily.