Estratigrafia Vulcões Fogo e Furnas

O arquipélago dos Açores situa-se numa zona de junção tripla entre as placas tectônicas Eurasiática, Núbia (ou Africana) e Norte-Americana, com um alinhamento geral WNW-ESE. A ilha de São Miguel, a maior do arquipélago, é fortemente influenciada pelo Rifte da Terceira, que se estende de NW-SE, da Bacia Oeste da Graciosa até à Fossa das Formigas. Esta direção regional é marcada por estruturas vulcano-tectônicas, como alinhamentos de cones de escórias e escarpas de falha. Além do Rifte da Terceira, outros sistemas de fraturas importantes incluem a Crista Média Atlântica (CMA), a Zona de Fratura Açores-Gibraltar (com o Rifte da Terceira e a Falha GLORIA), e a Zona de Fratura Este dos Açores (ZFEA). A batimetria regional, combinada com dados topográficos, destaca a complexa morfologia da região, com fossas tectônicas e elevações que formam ilhas e montes submarinos, definindo alinhamentos vulcano-tectônicos. A Figura 1.2 ilustra esse enquadramento tectônico, mostrando a posição das placas tectônicas, o Rifte da Terceira, a Crista Média Atlântica e outras feições geológicas importantes, incluindo bacias oceânicas e bancos submarinos como a Bacia de S. Miguel, Banco do Mónaco, Fossa Hirondelle e Banco D. João de Castro.

A ilha de São Miguel apresenta diversas unidades vulcanológicas, incluindo o Vulcão das Sete Cidades, o Sistema Vulcânico Fissural dos Picos, o Vulcão do Fogo (ou de Água de Pau), o Sistema Vulcânico Fissural do Congro, o Vulcão das Furnas, o Vulcão da Povoação e o Sistema Vulcânico do Nordeste (Figura 1.3). Além dessas unidades principais, a ilha é marcada por estruturas tectônicas locais com direções variadas (NNW-SSE, N-S, NE-SW e E-W), como demonstrado por Ferreira (2000), Carmo (2013) e Carmo et al. (2015). Um mapa vulcano-tectônico (Figura 1.4) detalha a localização de grabens (como o Graben dos Mosteiros e o Graben da Ribeira Grande), falhas (como a Falha da Lomba do Vasco, Falha da Lombinha, Falha das Feteiras, e muitas outras) e alinhamentos vulcânicos (como o Alinhamento Vulcânico Sul e o Alinhamento Vulcânico Norte). As coordenadas UTM, Zona 26S, Datum WGS84 são usadas para a localização geográfica precisa destas feições, conforme indicado por Gaspar et al. (2015a) e Carmo et al. (2016).

A população dos Açores tem sido afetada por erupções vulcânicas e sismos de origem tectônica ou crises sismovulcânicas. Nos últimos cinco séculos e meio, esses eventos causaram vítimas, danos materiais e prejuízos socioeconômicos. A atividade sísmica não é aleatória, ocorrendo principalmente ao longo do Rifte da Terceira, Crista Média Atlântica, alinhamento Faial-Pico e Falha GLORIA (Figura 1.5). Em São Miguel, a sismicidade afeta áreas em terra (vulcões das Sete Cidades, Furnas e região Fogo-Congro) e no mar (área das Formigas, Fossa da Povoação, Fossa Hirondelle e Banco D. João de Castro). A Figura 1.6 mostra a localização epicentral dos sismos mais destrutivos registrados desde o século XV. A atividade vulcânica também é frequente, com pelo menos 28 erupções registradas nos últimos cinco séculos e meio, sendo 15 em terra (São Miguel, Terceira, São Jorge, Faial e Pico) e 13 no mar, principalmente ao longo do Rifte da Terceira (Figura 1.7). O número de erupções submarinas provavelmente é maior, devido à dificuldade de detecção.

O depósito da erupção do Vulcão do Fogo em 1563 é o foco principal do estudo. Este depósito é dividido em dois membros principais: o Membro Inferior, composto majoritariamente por camadas de cinza fina com apenas um nível de lapilli pomíticos; e o Membro Superior, predominantemente composto por camadas de lapilli pomíticos intercaladas com leitos de cinza fina, e níveis de cinza fina com estratificações de lapilli finos. Essa alternância de camadas sugere mudanças importantes no tipo de atividade e fragmentação durante a erupção, indicando instabilidade na coluna eruptiva. A análise detalhada das unidades estratigráficas (camadas de cinzas, lapilli pomíticos, etc.) é crucial para compreender a dinâmica da erupção, incluindo a análise granulométrica (proporção de pedra-pomes, líticos e cristais), conforme demonstrado pelas figuras e análises presentes no capítulo 3, como as Figuras 3.13 a 3.19 que demonstram as características das diferentes unidades do Membro Superior, e as Figuras 3.37 a 3.41 que apresentam mapas de isopacas e isopletas, fornecendo informações sobre a distribuição espacial da tefra.

A erupção de 1563 foi a última erupção Subpliniana dentro da caldeira do Vulcão do Fogo. Esta fase Subpliniana foi seguida, quatro dias depois, por uma erupção havaiana no topo de um domo traquítico. A erupção Subpliniana teve um volume de 0,421 km³ e sua coluna eruptiva atingiu cerca de 19 km de altura. O trabalho permitiu determinar os parâmetros eruptivos dessa erupção, fundamentais para a modelagem da dispersão de tefra. É importante ressaltar que a história eruptiva recente (<5000 anos) do Vulcão do Fogo é caracterizada por erupções explosivas de estilo Subpliniano, frequentemente com caráter hidromagmático, sendo este o único vulcão da região que produziu uma erupção Pliniana nesse período (originando o depósito Fogo A).

Com base nos parâmetros eruptivos determinados, foram realizadas simulações de dispersão e deposição de tefra. Essas simulações foram feitas para o depósito total da erupção de 1563 e para a unidade L2, representando o maior pulso da erupção. Embora as simulações para a unidade L2 sejam consideradas mais realistas devido à sua boa caracterização, as simulações para o depósito total fornecem uma estimativa da área máxima suscetível à afetação por uma erupção similar. Ambas as simulações mostram uma tendência de dispersão dos depósitos para a parte leste da ilha, evidenciando a importância da modelagem para a avaliação do risco vulcânico e a suscetibilidade à queda de piroclastos. Os mapas de suscetibilidade (Figuras 4.2 a 4.4) gerados demonstram a área potencialmente afetada pela queda de piroclastos, considerando diferentes cenários (verão e inverno).

O estudo inclui uma caracterização física detalhada do depósito Furnas E, proveniente de uma erupção Subpliniana no Vulcão das Furnas. Este vulcão é um dos três vulcões centrais ativos de São Miguel e, ao longo de sua história eruptiva, produziu uma ampla gama de produtos vulcânicos. O depósito Furnas E, especificamente, resultou de uma erupção Subpliniana dentro do complexo de caldeiras do Vulcão das Furnas. O trabalho envolveu mapeamento da dispersão do depósito (utilizando coordenadas UTM, Zona 26S, Datum WGS84, e referências como Booth et al., 1978, para comparação), estabelecimento da estratigrafia fina, e caracterização dos mecanismos de génese, transporte e deposição. A análise granulométrica (Figuras 3.46, 3.47, e outras do Capítulo 3) ajuda na compreensão da composição do depósito, incluindo a identificação de níveis de lapilli pomíticos, cinzas finas, e a proporção de pedra-pomes e líticos. Mapas de isopacas e isopletas (Figuras 3.49 a 3.51, baseados em Booth et al., 1978, e dados do presente estudo) auxiliam na interpretação da distribuição espacial das diferentes componentes do depósito.

O Vulcão das Furnas apresentou 10 erupções explosivas nos últimos 5000 anos, associadas a magmas traquíticos, por vezes com extrusão de domos. O estudo do depósito Furnas E contribui para a compreensão dessas erupções recentes, fornecendo informações sobre a sua frequência, magnitude e estilo eruptivo. A análise da estratigrafia do depósito Furnas E (Figura 3.44, 3.48 e 3.53) e correlações estratigráficas (Figura 3.43) auxiliam na reconstrução da história eruptiva recente do vulcão. A datação de amostras de paleossolo (Figura 3.52) contribui para a precisão cronológica dos eventos, em conjunto com a análise de Guest et al. (1999 e 2015). Essa informação é fundamental para a avaliação de riscos vulcânicos e o planejamento de ações de mitigação futuras. A caracterização detalhada dos depósitos Furnas E e Fogo 1563, e suas semelhanças e diferenças em termos de estilo eruptivo, permite inferir sobre a recorrência de processos eruptivos nestes vulcões, associados a sistemas hidrológicos importantes.

O capítulo dedicado à modelagem e cenários eruptivos utiliza como base os dados obtidos na análise dos depósitos das erupções. Especificamente, a erupção histórica de 1563 do Vulcão do Fogo serviu como estudo de caso para a elaboração de simulações de dispersão e deposição de tefra. Foram realizadas simulações para o depósito total da erupção e para a unidade L2, representando o maior pulso eruptivo. A escolha da unidade L2 se justifica por sua boa caracterização, tornando as simulações baseadas nela mais realistas. No entanto, a simulação para o depósito total permite a estimativa da área máxima suscetível a ser afetada por uma erupção semelhante. As simulações, embora com resultados semelhantes em termos de tendência de dispersão para leste da ilha, apresentam diferentes extensões das áreas afetadas. Os resultados são apresentados em mapas (Figuras 4.2 a 4.5), que mostram a suscetibilidade à queda de piroclastos em diferentes cenários, considerando também a influência das estações do ano (verão e inverno) na dispersão dos materiais. As coordenadas UTM, Zona 26S, Datum WGS84 foram utilizadas para a georreferenciação dos mapas.

A partir das simulações de dispersão de tefra, foram elaborados cenários eruptivos com o objetivo de analisar a exposição e vulnerabilidade de pessoas, animais, edifícios, infraestruturas e economia ao perigo associado à queda de piroclastos. O estudo concentrou-se na erupção de 1563 do Vulcão do Fogo devido à disponibilidade de parâmetros eruptivos apropriados para modelagem e estudos de hazard. Os mapas de isopacas (espessura do depósito) gerados pelas simulações fornecem informações cruciais para a avaliação do risco vulcânico e para o planeamento de medidas de mitigação de desastres. A similaridade entre os resultados das simulações (depósito total vs. unidade L2) indica uma tendência de dispersão para a parte leste da ilha, o que reforça a importância desses estudos para o ordenamento territorial e a gestão de futuras crises. A análise da susceptibilidade à queda de piroclastos, considerando as variações sazonais, complementa a avaliação de risco.