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Ciência

Modelo 3D ajuda a compreender explosões vulcânicas


Simulação de explosão vulcânica no Monte Santa Helena em 18 maio de 1980 (Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Italy).

Especialistas criaram um modelo 3D de explosão vulcânica que pode melhorar a nossa compreensão de como algumas explosões ocorrem e ajudar a identificar zonas de explosão em locais potencialmente perigosos.

O Monte Santa Helena, no estado de Washington, EUA, entrou em uma erupção catastrófica em 18 de maio de 1980, criando um ângulo lateral de explosão com uma energia e teor de partículas surpreendente.

A explosão durou menos de cinco minutos, mas causou danos severos em mais de 500 quilômetros quadrados, matando 57 pessoas e destruindo 250 casas e 47 pontes.

O dano não foi causado por fluxos de lava, mas por um movimento rápido de uma corrente de gás superaquecido que levava consigo uma carga pesada de resíduos.

Barry Voight, professor de geologia e engenharia geológica, explica que a explosão foi usada na modelagem de correntes de densidade extremamente complicadas. “Explosões vulcânicas laterais estão entre os mais espetaculares e devastadores fenômenos naturais, mas suas dinâmicas ainda são pouco compreendidas”, conta.

Os pesquisadores criaram o modelo 3D utilizando os parâmetros da explosão do Monte Santa Helena, incluindo equações para determinar a massa, momentum e energia térmica do gás, junto com o tamanho, densidade, calor específico e condutividade térmica das partículas sólidas.

“Nós integramos uma vasta gama de dados geofísicos e geoquímicos para desenvolver rigorosas condições iniciais e limites para cálculos de hidrodinâmica que reproduzem, em um grau surpreendente, a dinâmica observada da explosão”, disse Voight.

No modelo, as áreas de terra onde as pressões implicam que as árvores seriam derrubadas na explosão do Monte Santa Helena eram exatamente a localização real das florestas destruídas. “Os cálculos nos oferecem uma boa visão sobre a dinâmica interna da nuvem de explosão, que não pôde ser observada diretamente”, contam os cientistas.

Segundo os pesquisadores, os fatores que mais influenciaram a direção e danos da explosão foram uma combinação de gravidade e forma do terreno. Explosões piroclásticas são bloqueadas por montanhas e canalizadas por desfiladeiros e barrancas de rios.

Os pesquisadores descobriram que, conforme a distância da abertura vulcânica aumentava, a explosão enfraquecia por causa da energia perdida ao tentar passar por cima de obstáculos. Eles também mostram que se espalhar por todas as direções causa uma desaceleração do fluxo, e que a sedimentação de partículas remove energia do fluxo.

O novo modelo significa uma melhoria na capacidade de entender vulcões, e com esse avanço será possível mapear com mais eficácia potenciais fluxos de explosão em vulcões perigosos de todo o mundo.

Via Science Daily

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