Cristais de sete vulcões dos Andes têm a mesma assinatura química, o que indica que todas as erupções foram desencadeadas pelo mesmo mecanismo: uma onda de magma quente que ascendeu do interior da Terra. O achado sugere que, apesar de histórias eruptivas distintas, os vulcões responderam ao mesmo gatilho geológico.
Daniela Parra-Encalada, estudante de doutorado na Escola do Ambiente da Universidade de Queensland, identificou essa assinatura química nos cristais de feldspato plagioclásio, o mineral branco predominante nas rochas vulcânicas.
A pesquisadora trabalhou com Teresa Ubide, autora sênior do estudo, e colegas da Austrália, do Chile, da Espanha e da Argentina. A equipe coletou lava e cinza de sete vulcões ao longo de 230 quilômetros dos Andes Centrais, e o estudo analisou 28 amostras de rocha.
Como os cristais guardam histórias de erupção
O feldspato plagioclásio cresce no magma, a alguns quilômetros sob a superfície, e registra mudanças na temperatura, no conteúdo de água e na composição do magma por meio de trocas químicas, especialmente a substituição do cálcio pelo sódio. Cada cristal funciona como um arquivo das condições do magma em que se formou e marca as transformações passo a passo.
Os pesquisadores encontraram dois tipos de cristal em cada amostra. Os maiores, com até 2 milímetros de comprimento, cresceram lentamente enquanto o magma permanecia armazenado no subsolo. Os minúsculos, menores que 300 micrômetros, se formaram durante a subida final até a superfície.
Apenas esses cristais microscópicos vieram inteiramente do magma que entrou em erupção, e todos apresentavam o mesmo equilíbrio entre cálcio e sódio nos sete vulcões — uma correspondência que surpreendeu até os especialistas.
A assinatura comum por trás de vulcões distintos
Os vulcões estudados são muito diferentes, e lascar, o mais ativo da região, tem vizinhos que explodiram apenas uma vez, alguns há até 3 milhões de anos. Alguns ficam no arco vulcânico principal, enquanto outros estão muito atrás dele, onde a crosta tem metade da espessura.
Apesar dessas diferenças, a borda externa dos cristais maiores correspondia exatamente ao padrão dos cristais minúsculos. Por isso, a equipe chamou essa faixa estreita de campo de eruptibilidade do feldspato plagioclásio.
Parra-Encalada informou ao Earth.com que a descoberta mais impressionante foi a semelhança entre as texturas e as formas dos cristais de feldspato. O padrão uniforme indica que, apesar de histórias vulcânicas radicalmente diferentes, o mecanismo final que dispara cada erupção é o mesmo: uma injeção de magma mais quente força a mistura a subir rapidamente.
O que os cristais antigos revelam
Os núcleos dos cristais maiores contam uma história diferente e mais antiga. Cerca de metade de todo o feldspato nessas rochas não veio do magma que erupcinou — sua composição aponta para um magma rico em sílica que esfriou e cristalizou lentamente a alguns quilômetros de profundidade durante milhões de anos.
Ao longo desse processo, o magma absorveu material da crosta ao redor e formou o que os vulcanólogos chamam de mush: um corpo denso, de movimentação lenta e cheio de cristais.
Nas rochas dos Andes, fragmentos desse mush chegaram à superfície como aglomerados de cristais interligados e pedaços de rocha totalmente solidificada, arrancados e carregados pela erupção. Os cristais aprisionados compartilham sua composição química com cristais encontrados em depósitos de super-erupções antigas da região, um achado que representou um dos dois momentos mais emocionantes para Parra-Encalada na pesquisa.
Quando um vulcão tem magma superaquecido mas não explode
O padrão descoberto nos Andes — uma injeção de magma quente que força a erupção — é o mecanismo comum, mas nem toda acumulação de magma superaquecido resulta em erupção. Na região do Altiplano-Puna, nos Andes, geólogos identificaram volumes de magma suficientemente grandes para causar uma super-erupção, mas que não chegaram à superfície.
Em vez disso, esse magma esfriou lentamente em profundidade e se solidificou em rocha dura. O vulcão permaneceu adormecido, apesar de possuir grandes reservas de energia.
