Nota do editor: Nesta série semanal, o LiveScience explora como a tecnologia impulsiona a exploração e descoberta científica.
Monitorar vulcões é uma tarefa difícil. Você precisa saber o que está acontecendo - mas chegar muito perto é uma proposta mortal.
Felizmente, a tecnologia tornou mais fácil do que nunca controlar as montanhas de magma e cinzas espalhadas pelo mundo. Grande parte dessa tecnologia permite que os pesquisadores se afastem (mesmo observando vulcões do espaço), mantendo um olhar atento sobre a atividade vulcânica. Algumas dessas tecnologias podem até penetrar picos de vulcões cobertos de nuvens, permitindo que os pesquisadores "vejam" mudanças no solo que podem sinalizar uma erupção iminente ou um perigoso colapso da cúpula de lava.
"Você gosta de ter várias fontes de informação para maximizar sua capacidade de entender o que está acontecendo", disse Geoff Wadge, diretor do Centro de Ciência de Sistemas Ambientais da Universidade de Reading, no Reino Unido.
Um trabalho atrevido
Monitorar vulcões costumava ser uma questão de colocar botas no chão. O trabalho de campo em pessoa ainda acontece hoje, é claro, mas agora os cientistas têm muito mais ferramentas à sua disposição para acompanhar as mudanças o tempo todo.
Por exemplo, os pesquisadores tiveram que ir para as saídas de gás vulcânicas, retirar uma garrafa para capturar o gás e depois enviar a garrafa lacrada para um laboratório para análise. Essa técnica consumia muito tempo e era perigosa, considerando que um grande número de gases vulcânicos é mortal. Agora, os cientistas recorrem muito mais frequentemente à tecnologia para esses trabalhos sujos. Os espectrômetros ultravioleta, por exemplo, medem a quantidade de luz ultravioleta da luz solar absorvida por uma pluma vulcânica. Essa medida permite que os pesquisadores determinem a quantidade de dióxido de enxofre na nuvem.
Outra ferramenta, em uso no Observatório do Vulcão Havaiano desde 2004, é o espectrômetro de transformada de Fourier, que funciona de maneira semelhante, mas usa luz infravermelha em vez de ultravioleta. E um dos mais novos truques do observatório combina espectrometria ultravioleta com fotografia digital, usando câmeras que podem capturar várias medições de gás por minuto em campo. Toda essa informação sobre gás ajuda os pesquisadores a descobrir quanto magma está sob o vulcão e o que esse magma está fazendo.
Movimento de medição
Outras técnicas de alta tecnologia acompanham o movimento do solo acionado por vulcões. A deformação do solo ao redor de um vulcão pode sinalizar uma erupção iminente, assim como os terremotos. O Observatório do Vulcão do Havaí possui mais de 60 sensores do sistema de posicionamento global (GPS) que rastreiam o movimento nos locais vulcânicos ativos do estado. Esses sensores GPS não são muito diferentes daqueles do sistema de navegação do seu carro ou do seu telefone, mas são mais sensíveis.
Os inclinômetros, que são exatamente o que parecem, medem como o solo se inclina em uma área vulcânica, outro sinal revelador de que algo pode estar se mexendo abaixo do solo.
Observar o céu também é útil para rastrear mudanças vulcânicas. Imagens de satélite podem revelar alterações de elevação ainda mínimas no solo. Uma técnica popular, chamada radar de abertura sintética interferométrica (ou InSAR), envolve duas ou mais imagens de satélite tiradas do mesmo ponto em órbita em momentos diferentes. Mudanças na rapidez com que o sinal do radar do satélite retorna ao espaço revelam deformações sutis na superfície da Terra. Usando esses dados, os cientistas podem criar mapas mostrando as mudanças no solo até o centímetro.
Os satélites apenas passam sobre vulcões de vez em quando, no entanto, limitando as visualizações a cada 10 dias, na melhor das hipóteses, disse Wadge ao LiveScience. Para compensar, os pesquisadores agora estão implantando radares terrestres, semelhantes ao radar usado para rastrear o clima, para manter um olho na atividade vulcânica. Wadge e seus colegas desenvolveram uma ferramenta, chamada sensor de topografia para todos os tipos de vulcões (ATVIS), que usa ondas com frequências de meros milímetros para penetrar nas nuvens que costumam encobrir picos vulcânicos. Com o ATVIS, os cientistas podem "observar" a formação de cúpulas de lava, ou inchaços gradualmente crescentes, nos vulcões.
"As cúpulas de lava são muito perigosas, porque despejam essa lava altamente viscosa em uma grande pilha e acabam entrando em colapso. Ao fazer isso, produz um fluxo piroclástico", disse Wadge.
O fluxo piroclástico é um rio mortal e veloz de rocha quente e gás que pode matar milhares em minutos.
Wadge e seus colegas estão testando o ATVIS na ilha vulcânica de Montserrat, nas Antilhas. Desde 1995, o vulcão Soufriere Hills, na ilha, entra em erupção periodicamente.
As medições de radar também podem rastrear fluxos de lava derretida do espaço, disse Wadge. Embora os passes de satélite possam ocorrer apenas a cada poucos dias, os instrumentos de radar podem identificar locais de até 1 a 2 metros. Reunir imagens tiradas do espaço de um fluxo de lava em movimento lento pode revelar uma sequência "no estilo de filme" de como o fluxo está avançando, disse Wadge.
Tecnologia de ponta
Cada vez mais, os cientistas estão recorrendo a drones não tripulados para se aproximar de um vulcão, mantendo os humanos fora de perigo. Em março de 2013, a NASA levou 10 missões de drones não tripulados com controle remoto para a pluma do vulcão Turrialba da Costa Rica. Os drones de 5 libras (2,2 kg) carregavam câmeras de vídeo filmando em luz visível e infravermelha, sensores de dióxido de enxofre, sensores de partículas e garrafas de amostragem de ar. O objetivo é usar dados da pluma para melhorar as previsões do computador de riscos vulcânicos, como "vog" ou poluição atmosférica tóxica.
Na ocasião, a tecnologia pode até pegar uma erupção que ninguém teria notado de outra forma. Em maio, o remoto vulcão do Alasca em Cleveland explodiu. O vulcão fica nas Ilhas Aleutas, tão remoto que não há monitoramento sísmico na rede para explosões. Mas as erupções podem atrapalhar as viagens aéreas, por isso é crucial que os pesquisadores saibam quando uma explosão está ocorrendo. Para monitorar o movimentado vulcão de Cleveland, os cientistas do Observatório do Vulcão do Alasca usam o infra-som para detectar rumores de baixa frequência abaixo do alcance da audição humana. Em 4 de maio, essa técnica permitiu aos cientistas detectar três explosões do vulcão inquieto.
Em outro caso de detecção remota de vulcão, em agosto de 2012, um navio da Marinha Real da Nova Zelândia relatou uma ilha flutuante de pedra-pomes medindo 482 km de comprimento no Pacífico Sul. A origem da pedra-pomes provavelmente teria permanecido um mistério, mas o vulcanologista Erik Klemetti, da Universidade de Denison e o visualizador da NASA Robert Simmon, procuraram a fonte. Os dois cientistas pesquisaram meses de fotos de satélite dos satélites Terra e Aqua da NASA e encontraram a primeira dica de uma erupção: água cinza-cinzenta e uma pluma vulcânica em um vulcão subaquático chamado Havre Seamount em 19 de julho de 2012.
"Se você não soubesse onde procurar, teria perdido", disse Klemetti ao LiveScience. Imagens de satélite, juntamente com outros avanços tecnológicos, permitiram aos vulcanologistas detectar mais erupções do que nunca, disse ele.
"Há 25 anos, há muitos lugares em que não teríamos nenhuma pista de que ocorreu uma erupção", disse Klemetti.
