Um novo instrumento para medir a viscosidade da lava pode revolucionar a forma como os cientistas prevêem e respondem às erupções vulcânicas, fornecendo dados de campo mais precisos. Crédito: Naturlink.com
Pesquisadores do Universidade de Búfalo desenvolveu uma nova ferramenta para medir a viscosidade da lava diretamente em ambientes vulcânicos, melhorando a nossa compreensão dos fluxos de lava e melhorando as estratégias de resposta a desastres.
Milhões de pessoas vivem perto de vulcões ativos, que são constantemente monitorados em busca de sinais de erupção iminente. Quando ocorre uma erupção, os cientistas e os governos baseiam-se nos dados para estimar a extensão dos possíveis danos, informando os planos de evacuação e os esforços de resposta a catástrofes. Infelizmente, a natureza imprevisível das erupções muitas vezes torna a recolha de dados tão desafiadora como a coordenação de uma resposta.
Avanços na medição da viscosidade da lava
Pesquisadores da Universidade de Buffalo desenvolveram uma ferramenta para medir a viscosidade da lava que poderia aumentar a nossa compreensão da rocha derretida, bem como melhorar os modelos do seu movimento, dando às autoridades orientações cruciais para manter as pessoas seguras. Sua pesquisa é detalhada em Revisão de Instrumentos Científicospela publicação AIP.
Para fluidos como a lava, a viscosidade é a medida da rapidez com que flui. Um fluido de baixa viscosidade flui rápido como a água, enquanto um fluido viscoso age mais como o melaço. Quando um vulcão entra em erupção perto de estruturas humanas, as medições de viscosidade informam aos socorristas quanto tempo eles têm para reagir, e os métodos atuais são muitas vezes insuficientes.
Num teste de campo do seu instrumento, investigadores da Universidade de Buffalo reuniram dados de viscosidade de fluxos de lava na erupção de Litli-Hrútur, na Islândia. Crédito: Martin Harris
Desafios na medição de viscosidade
“Em lugares como a Islândia ou o Havai, que têm erupções de lava bastante frequentes que impactam infra-estruturas como estradas e comunidades, há incerteza envolvida na estimativa de onde a lava pode viajar e com que rapidez pode chegar lá”, disse o autor Martin Harris.
O problema, segundo Harris, é que as medições de viscosidade são quase sempre realizadas em laboratório. Isso torna os experimentos mais fáceis e seguros, mas sempre falta uma peça fundamental.
“Quando a lava irrompe de um vulcão, muitos gases diferentes ficam presos como bolhas dentro da lava”, disse Harris. “Quando fazemos medições no laboratório, não podemos colocar o gás de volta. Então, o que medimos é uma representação da lava sem todos os diferentes componentes, e perdemos algo que influencia a forma como a lava pode fluir.”
Medições de campo e projeto de instrumentos
A única solução é fazer medições em campo. Isso, no entanto, traz seu próprio conjunto de desafios. As medições de viscosidade de campo na lava datam de quase um século, sem muito sucesso. Muitas tentativas anteriores incluíram hastes de metal inseridas na lava, empurradas manualmente ou por um pistão com mola, ou mesmo disparadas na lava como uma lança, para estimar a viscosidade do fluxo.
A equipe da Universidade de Buffalo manteve a haste de metal clássica e a conectou a um medidor de força para medições precisas. Eles o acoplaram a uma segunda haste para medir o deslocamento e projetaram todo o instrumento para ser leve o suficiente para ser portátil e durável o suficiente para suportar um ambiente vulcânico.
Testes de campo e metas futuras
Depois de terminar o dispositivo, a equipe o testou em uma viagem a um vulcão ativo na Islândia.
“Passamos quase duas semanas acessando diferentes locais ao redor da erupção do Litli-Hrútur”, disse Harris. “Foram muitas horas em um ambiente bastante intenso, mas acho que no final ficamos todos realmente impressionados e satisfeitos com o trabalho que conseguimos fazer.”
No seu ensaio de campo, os investigadores recolheram dezenas de medições da lava em diferentes locais e em diferentes momentos. Este tipo de dados é crucial, dizem eles, pois mostram não apenas como é a lava num único momento, mas como ela evolui à medida que se espalha e esfria.
“Foi a primeira vez que as pessoas fizeram estas medições através destes diferentes transectos das lavas”, disse Harris. “O que é realmente interessante sobre este instrumento é que fomos capazes de mostrar esta mudança nas propriedades físicas da lava com o tempo e o espaço.”
A equipe espera refinar ainda mais o seu instrumento e disponibilizá-lo para grupos de pesquisa e estações de monitoramento em vulcões em todo o mundo.
