Os cientistas usaram técnicas modernas de imagem para estudar a erupção do vulcão subaquático Kolumbo em 1650, revelando que um deslizamento de terra seguido de uma erupção causou o tsunami histórico. Suas descobertas auxiliam no avanço do monitoramento da atividade vulcânica submarina.
Pesquisadores do GEOMAR reconstroem erupções vulcânicas históricas usando sísmica 3D.
A explosão do vulcão subaquático Kolumbo, no Mar Egeu, em 1650, desencadeou um tsunami destrutivo que foi descrito por testemunhas oculares históricas. Jens Karstens, do GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel, pesquisou agora a cratera subaquática de Kolumbo com tecnologia de imagem moderna e reconstruiu os eventos históricos. Eles descobriram que os relatos de testemunhas oculares do desastre natural só podem ser descritos por uma combinação de deslizamento de terra seguido por uma erupção explosiva. Suas descobertas foram publicadas em 26 de outubro na revista Comunicações da Natureza.
Observações e Investigações
Da ilha grega de Santorini, a erupção era visível há várias semanas. No final do verão de 1650, as pessoas relataram que a cor da água havia mudado e que a água estava fervendo. Cerca de sete quilômetros a nordeste de Santorini, um vulcão subaquático surgiu do mar e começou a ejetar rochas brilhantes. Fogo e relâmpagos podiam ser vistos, e nuvens de fumaça escureceram o céu. Então a água recuou repentinamente, apenas para avançar em direção à costa momentos depois, atingindo-a com ondas de até 20 metros de altura. Um grande estrondo foi ouvido a mais de 100 quilômetros de distância, pedras-pomes e cinzas caíram nas ilhas vizinhas e uma nuvem mortal de gás venenoso custou várias vidas.
A pitoresca paisagem da caldeira de Santorini hoje. Crédito: Jonas Preine
“Conhecemos estes detalhes da erupção histórica do Kolumbo porque existem relatórios contemporâneos que foram compilados e publicados por um vulcanologista francês no século XIX”, diz o Dr. Jens Karstens, geofísico marinho do GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel.
Mas como aconteceram esses eventos devastadores? Para descobrir, ele e os seus colegas alemães e gregos foram ao Mar Egeu grego em 2019 para estudar a cratera vulcânica com tecnologia especial.
Karstens: “Queríamos entender como surgiu o tsunami naquela época e por que o vulcão explodiu com tanta violência”.
Duas portas de arrasto, entre as quais uma fonte de sinal e 15 cabos de medição (flâmulas) são rebocados atrás do navio de pesquisa: Esta técnica especial foi usada para criar uma imagem tridimensional do vulcão Kolumbo, que agora fica entre 18 e 500 metros abaixo do mar. superfície da água. Crédito: Thies Bartels
Análise Científica e Monitoramento Futuro
A bordo do navio de pesquisa POSEIDON, agora desativado, a equipe usou métodos sísmicos 3D para criar uma imagem tridimensional da cratera, que está agora 18 metros abaixo da superfície da água.
Dr. Gareth Crutchley, coautor do estudo: “Isso nos permite olhar para dentro do vulcão”. Não só as imagens 3D mostraram que a cratera tinha 2,5 quilómetros de diâmetro e 500 metros de profundidade, sugerindo uma explosão verdadeiramente massiva, como os perfis sísmicos também revelaram que um flanco do cone tinha sido severamente deformado.
Crutchley: “Esta parte do vulcão certamente escorregou.” Os pesquisadores então adotaram uma abordagem de detetive, comparando os vários mecanismos que poderiam ter causado o tsunami com os relatos históricos de testemunhas oculares. Eles concluíram que apenas uma combinação de deslizamento de terra seguido de explosão vulcânica poderia explicar o tsunami. Suas descobertas são publicadas na revista Comunicações da Natureza.
Estas seções do volume sísmico mostram as estruturas geológicas que registram a história da cratera. Crédito: Karstens et al. 2023
Ao combinar a sísmica 3D com simulações de computador, os pesquisadores conseguiram reconstruir a altura das ondas se tivessem sido geradas apenas pela explosão.
Karstens: “De acordo com isto, seriam esperadas ondas de seis metros num determinado local, mas sabemos pelos relatos de testemunhas oculares que ali tinham 20 metros de altura.”
Além disso, diz-se que o mar recuou primeiro num outro ponto, mas na simulação computacional a crista de uma onda atinge primeiro a costa. Assim, a explosão por si só não pode explicar o evento do tsunami. No entanto, quando o deslizamento foi incluído nas simulações, os dados concordaram com as observações históricas.
Jens Karstens explica: “Kolumbo consiste parcialmente em pedra-pomes com encostas muito íngremes. Não é muito estável. Durante a erupção, que durou várias semanas, a lava foi continuamente ejetada. Embaixo, na câmara de magma, que continha muito gás, havia uma pressão enorme. Quando um dos flancos do vulcão escorregou, o efeito foi como abrir uma garrafa de champanhe: a súbita libertação de pressão permitiu que o gás no sistema de magma se expandisse, resultando numa enorme explosão.”
Algo semelhante poderia ter acontecido durante a erupção de 2022 do vulcão submarino Hunga Tonga, cuja cratera vulcânica tem formato semelhante à de Kolumbo.
A penúltima expedição do agora desativado RV POSEIDON foi ao Mar Egeu grego, onde cientistas alemães e gregos investigaram o vulcão subaquático Kolumbo, que entrou em erupção em 1650. Crédito: Paraskevi Nomikou
O estudo fornece assim informações valiosas para o desenvolvimento de programas de monitoramento da atividade vulcânica submarina ativa, como o SANTORY, que é liderado pelo coautor Prof. Paraskevi Nomikou da Universidade Nacional e Kapodistrian de Atenas (NKUA). “Esperamos poder utilizar os nossos resultados para desenvolver novas abordagens para monitorizar a agitação vulcânica”, diz Jens Karstens, “talvez até um sistema de alerta precoce, recolhendo dados em tempo real. Esse seria o meu sonho.”
Sobre Sísmica de Reflexão Marinha 3D
A sísmica 3D é uma técnica geofísica que explora o fato de que as ondas sonoras são parcialmente refletidas nos limites das camadas. Isto torna possível criar perfis transversais de estruturas geológicas abaixo do fundo do mar. Ao contrário da sísmica de reflexão 2D, a sísmica de reflexão 3D marítima utiliza múltiplos cabos de medição (receptores de alojamento) rebocados em paralelo atrás do navio de pesquisa. O resultado é uma imagem tridimensional, conhecida como volume sísmico, que nos permite olhar abaixo do fundo do mar e analisar detalhadamente a geologia.
