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Os campos vulcânicos de Phlegraean, a oeste de Nápoles, na Itália, estão entre os oito maiores emissores de dióxido de carbono vulcânico do mundo. Desde 2005, a cratera Solfatara – uma das muitas depressões circulares na paisagem deixadas por uma longa história de erupções – vem emitindo volumes crescentes de gás. Hoje emite de 4.000 a 5.000 toneladas de dióxido de carbono por dia, equivalente às emissões da queima de aproximadamente 500.000 galões de gasolina. Em um novo artigo publicado antes da impressão em Geologia na quinta-feira, os pesquisadores estimam que até 20% a 40% das emissões atuais de dióxido de carbono são provenientes da dissolução de calcita nas rochas, enquanto 60% a 80% são do magma subterrâneo.
“Estimar a fonte do dióxido de carbono é importante para reconstruir adequadamente o que está acontecendo no sistema magmático e no sistema hidrotermal”, diz Gianmarco Buono, vulcanólogo do Instituto Nacional Italiano de Geofísica e Vulcanologia e principal autor do estudo. “Nosso objetivo é fornecer uma ferramenta para discriminar melhor a contribuição do dióxido de carbono magmático e não magmático que também pode ser aplicado a outros sistemas”.
Quando o magma se move em direção à superfície da Terra, a pressão decrescente no magma resulta na desgaseificação – a liberação de gases que estavam anteriormente presos dentro do magma – incluindo vapor de água, dióxido de carbono e dióxido de enxofre. Os cientistas monitoram vulcões em busca de agitação e possíveis erupções usando uma variedade de observações – detectando terremotos e tremores relacionados ao movimento do magma, fazendo medições detalhadas da deformação do solo e avaliando os tipos e volumes de gases liberados na superfície das fumarolas – aberturas no terra que emitem vapor e outros gases.
As erupções são frequentemente precedidas por fluxos crescentes de gás, mas isso não significa que todo aumento nas emissões de gás será seguido por uma erupção. Também é possível que o dióxido de carbono venha de fontes além do magma. A interação entre fluidos subterrâneos quentes e rochas hospedeiras também pode liberar dióxido de carbono.
O Instituto Nacional Italiano de Geofísica e Vulcanologia monitora as emissões de gases da cratera Solfatara desde 1983, fornecendo um longo registro das mudanças no volume e composição dos gases liberados lá. Ao comparar as proporções de nitrogênio, hélio e dióxido de carbono nas emissões, os pesquisadores já haviam estabelecido que os gases vinham de fontes profundas de magma.
“Focamos principalmente na variação geoquímica, principalmente para dióxido de carbono, hélio e nitrogênio, porque são espécies não reativas. Elas contêm informações sobre o que está acontecendo no magma”, explica Buono.
Mas quando a região começou a sofrer um aumento da agitação em 2005, os dados começaram a se desviar das impressões digitais químicas dos magmas, uma tendência que continuou a aumentar ao longo do tempo junto com o aumento das temperaturas no sistema hidrotermal raso. A agitação continuou e, em 2012, o nível de alerta foi elevado de verde para amarelo, indicando que há atividade intensificada, mas não uma ameaça iminente de erupção.
Além de pequenos terremotos e maiores emissões de gases, a região também experimentou deformação da superfície do solo. A circulação de fluidos quentes no subsolo pode explicar o aumento das temperaturas, a deformação do solo e o aumento das emissões de gases – a interação de fluidos ácidos quentes com calcita nas rochas também libera dióxido de carbono. Os núcleos de perfuração das rochas de estudos anteriores revelam que a calcita nas rochas tem composição semelhante às emissões de gás. Os pesquisadores estimam que 20% a 40% do dióxido de carbono no local da cratera Solfatara foi proveniente da remoção da calcita na rocha hospedeira.
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