NASA revela que as árvores perto de vulcões enviam sinais de aviso antes da erupção

A vegetação das zonas vulcânicas torna-se mais verde e luxuriante devido ao excesso de dióxido de carbono emitido pelo magma durante as fases de ascensão, segundo um estudo em que a NASA participou.

Árvores destruídas após uma erupção vulcânica.

Parece que a vegetação das zonas vulcânicas pode pressentir a ocorrência mais ou menos iminente de erupções vulcânicas e é capaz de emitir sinais observáveis.

A investigação conduzida pela NASA em colaboração com o Smithsonian Institution está a testar a possibilidade de explorar uma propriedade típica das plantas para prever a ocorrência de erupções. Isto permitiria alertar precocemente as populações potencialmente em risco.

Analisamos em que consiste este fenómeno

A propriedade típica da vegetação de que estamos a falar é a fotossíntese. Trata-se do processo químico através do qual a clorofila presente nas folhas das plantas capta a radiação solar e utiliza-a para transformar a água (absorvida pelas raízes) e o dióxido de carbono do ar em açúcar e, consequentemente, em energia vital.

Chaitén Chile
O vulcão Chaitén, no sul do Chile, entrou em erupção a 2 de maio de 2008, a primeira em 9000 anos. Os satélites da NASA que monitorizam as alterações na vegetação perto de vulcões podem ajudar a fornecer avisos precoces de erupções. Crédito: eff Schmaltz, Equipa de Resposta Rápida MODIS, Centro de Voo Espacial Goddard da NASA.

Quando a água e o dióxido de carbono são suficientes, a planta cresce de forma luxuriante. Quando a concentração de dióxido de carbono aumenta, os cientistas observaram que as plantas tornam-se mais verdes e mais exuberantes.

O aumento do grau geral de coloração das plantas, devido ao esverdeamento e ao aumento da cobertura foliar, é observável a partir de satélites, por exemplo, utilizando o satélite Landsat 8.

O Landsat 8 é um dos satélites da constelação Landsat que, como o seu nome indica, tem por objetivo monitorizar a superfície terrestre para estudar a vegetação, a utilização dos solos, a água e as alterações climáticas. Os dados que recolhe ao longo dos anos permitem-nos estudar as alterações ambientais ao longo do tempo, como a expansão urbana, a desflorestação e a transformação da paisagem.

Quando o magma começa a subir pelas aberturas vulcânicas, uma fase que pode mesmo preceder em meses a sua emergência à superfície e, por conseguinte, a erupção, o dióxido de carbono que contém, juntamente com outros gases, atinge a superfície mais rapidamente do que o próprio magma.

Vulcão
Representação esquemática da estrutura de um vulcão. A libertação de magma a partir das aberturas é precedida pela emissão de CO2 a partir das zonas superiores. Crédito: Antonio Valdisturlo

Enquanto o dióxido de enxofre emitido durante uma erupção é detetável por satélite, o dióxido de carbono é muito mais difícil de detetar. No entanto, é precisamente o CO2 emitido antes da erupção que fornece as primeiras indicações de que um vulcão já não está adormecido e pode entrar em erupção.

No futuro, quando ocorrer uma erupção, haverá um aumento significativo da concentração de dióxido de carbono. A vegetação reage positivamente a este aumento de concentração, aumentando o verde das suas folhas e a sua cobertura foliar de tal forma que, por vezes, pode mesmo ser observada por satélite.

A importância dos alertas precoces

Estima-se que cerca de 10% da população mundial vive em zonas vulcânicas e está, portanto, suscetível às consequências desastrosas de uma erupção.

Os perigos associados a uma erupção incluem a libertação de rochas, poeiras e ondas de gases tóxicos e inflamáveis. As pessoas e os bens são suscetíveis a deslizamentos de terras, queda de cinzas e tsunamis que podem seguir-se a erupções vulcânicas.

Não há forma de prevenir as erupções vulcânicas. Ou melhor, as ondas sísmicas e as alterações na altura do solo são sinais indicativos de possíveis erupções. O que se pretende é melhorar os tempos de previsão, tornando o alerta ainda mais precoce e com indicadores mais diversificados.

Etna
Imagem do Monte Etna obtida pelo satélite Landsat 8, capaz de captar variações na cor verde da vegetação. Crédito: Imagens de Stuart Snodgrass, NASA Goddard SVS; dados do Landsat 7, cortesia do USGS Eros Data Center; dados do MODIS, cortesia de Jacques Descloitres, MODIS Ground Rapid Response Team.

Por conseguinte, para além dos sinais de atividade vulcânica, a resposta vegetativa ao excesso de dióxido de carbono é crucial para a segurança pública.

Existem cerca de 1350 vulcões potencialmente ativos em todo o mundo. Muitos deles estão localizados em zonas remotas e inacessíveis, o que dificulta a monitorização in situ de qualquer aumento das concentrações de CO2. Em contrapartida, os satélites que monitorizam a superfície terrestre podem fazê-lo a partir das variações resultantes na tonalidade de verde da vegetação.

Utilizando imagens dos satélites Landsat 8, Terra, Sentinel-2 e outros satélites de observação da Terra, a vulcanóloga Nicole Guinn, da Universidade de Houston, monitorizou as árvores em redor do Monte Etna, ao largo da costa da Sicília. O estudo mostrou, pela primeira vez, uma forte correlação entre a cor das folhas das árvores e o dióxido de carbono libertado pelo magma.

Os resultados obtidos por satélite têm de ser validados por observação direta das folhas. Isto está a ser feito, por exemplo, por uma equipa de investigação liderada pelo climatologista Josh Fisher da Universidade Chapman em Orange, Califórnia.

O grau de verde e a cobertura foliar aumentam significativamente nos meses que antecedem uma erupção vulcânica.

Esta investigação é também interdisciplinar. Como diz o próprio Fisher: “Estamos interessados não só na forma como as árvores respondem ao dióxido de carbono vulcânico como um sinal precoce de uma erupção, mas também na quantidade que serão capazes de absorver, como uma janela para o futuro da Terra quando todas as árvores estiverem expostas a níveis elevados de dióxido de carbono”.

Referência da notícia

Nicole K. Guinn, Craig Glennie, Marco Liuzzo, Giovanni Giuffrida, Sergio Gurrieri, Monitoring volcanic CO2 flux by the remote sensing of vegetation on Mt. Etna, Italy, Remote Sensing of Environment, https://doi.org/10.1016/j.rse.2024.114408.