Os cientistas acabaram de descobrir um pequeno sinal que os vulcões enviam antes de entrarem em erupção

Estes sinais fracos podem revelar os primeiros estágios da atividade vulcânica em tempo real. A equipa de investigação testou o método durante dez anos num observatório vulcanológico na ilha da Reunião. Durante esse período, o sistema previu com sucesso 92% das 24 erupções que ocorreram entre 2014 e 2023. Os tempos de alerta variaram entre apenas alguns minutos e até oito horas antes do início de uma erupção. Cerca de 14% dos alertas não resultaram em erupções. No entanto, esses alertas ainda detectaram movimentos de magma abaixo do vulcão. Por exigir relativamente pouco equipamento, o sistema Jerk poderá tornar-se uma importante ferramenta de alerta precoce, especialmente para vulcões que não são monitorizados de perto.

Por que prever erupções vulcânicas é difícil

Os vulcões costumam mostrar sinais de alerta antes de entrar em erupção. Estes podem incluir aumento da atividade sísmica, deformação do solo e mudanças nas emissões ou composição de gases vulcânicos. Embora esses sinais sejam bem conhecidos, interpretá-los com precisão continua difícil. Os cientistas ainda lutam para determinar exatamente quando ocorrerá uma erupção, quanto tempo durará e quão poderosa poderá ser.

Os alarmes falsos também representam um problema sério. Avisos incorrectos podem causar evacuações dispendiosas, perturbações económicas e desconfiança pública nos sistemas de monitorização. Como resultado, melhorar a fiabilidade das previsões de erupções é um objectivo importante para os cientistas que estudam os perigos vulcânicos.

Detectando movimento sutil do solo devido ao aumento do magma

Muitas abordagens anteriores à previsão de erupções baseiam-se em análises probabilísticas, o que significa que procuram relações estatísticas em grandes conjuntos de dados de monitorização. Em contraste, a nova abordagem desenvolvida por uma equipe liderada pelo Dr. François Beauducel do Institut de Physique du Globe de Paris e pelo Dr. Philippe Jousset do Centro GFZ Helmholtz de GeoResearch em Potsdam concentra-se na detecção direta de sinais físicos associados ao movimento do magma.

O método “Jerk” identifica movimentos extremamente pequenos do solo que ocorrem quando o magma penetra na crosta. Esses sinais aparecem como transientes de frequência muito baixa, ou seja, sinais de transição ou estabilização do tipo impulso registrados no movimento horizontal do solo, incluindo aceleração e inclinação. Segundo os pesquisadores, esses sinais provavelmente se originam de processos dinâmicos de fraturamento de rochas que ocorrem antes de uma erupção.

Os cientistas identificaram estes sinais pela primeira vez há mais de uma década, enquanto analisavam extensos conjuntos de dados de erupções anteriores do vulcão Piton de la Fournaise, na Reunião. Os sinais são extraordinariamente pequenos, medindo apenas alguns nanômetros por segundo cúbico (nm/s³). Mesmo assim, podem ser detectados com um único sismógrafo de banda muito larga.

O sistema inclui processamento de dados especializado, ou seja, corrige fatores como as marés terrestres. Quando o sinal característico ultrapassa um determinado limite, o sistema automatizado emite imediatamente um alerta.

Uma década de monitoramento de vulcões em tempo real

O sistema foi instalado em abril de 2014 no observatório vulcanológico Piton de la Fournaise, operado pelo Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP) da Université Cité Paris (OVPF-IPGP, Ilha da Reunião). A ferramenta funciona como um componente automatizado do sistema de monitoramento WebObs e utiliza dados de uma estação sismológica de banda larga pertencente à rede global Geoscope localizada a 8 km do cume do vulcão (Rivière de l’Est).

O primeiro alerta ocorreu em 20 de junho de 2014. O sistema emitiu um alerta 1 hora e 2 minutos antes do início da erupção.

Durante a década seguinte, o sistema de detecção de Jerk funcionou continuamente. Gerou alertas automáticos para 92% das 24 erupções registadas entre 2014 e 2023. Dependendo do evento, os avisos foram emitidos entre alguns minutos e 8,5 horas antes do magma atingir a superfície.

Piton de la Fournaise é um dos vulcões mais monitorados do mundo, o que o torna um local ideal para testar o novo método. Os cientistas conseguiram confirmar os alertas Jerk usando outros indicadores de monitoramento, incluindo sismicidade, deformação do solo e medições de gases vulcânicos. Estas observações independentes verificaram que ocorreram intrusões de magma e que a probabilidade de uma erupção era alta. O sistema também foi avaliado usando dados históricos de 24 erupções entre 1998 e 2010, onde o sinal Jerk apareceu consistentemente antes dos eventos eruptivos.

“A grande originalidade deste trabalho reside no facto de o método Jerk ter sido testado e validado em tempo real de forma automática e não supervisionada durante mais de 10 anos, e não no pós-processamento de dados como é o caso na grande maioria dos estudos de precursores eruptivos publicados na literatura”, explica o Dr. Philippe Jousset, coautor do estudo e cientista da GFZ-Section 2.2 Geophysical Imaging.

Compreendendo alertas falsos positivos

Embora o sistema tenha tido um bom desempenho geral, alguns alertas não levaram a erupções. Estes “falsos positivos” ocorreram em 14% dos casos quando o sistema disparou um alarme. No entanto, uma análise mais aprofundada mostrou que estes eventos não eram erros aleatórios. Em vez disso, correspondiam a intrusões genuínas de magma que, em última análise, não produziram erupções. Os cientistas às vezes se referem a esses eventos como “erupções abortadas”.

Observações adicionais, como atividade sísmica, deformação do solo e medições de gases vulcânicos, confirmaram a presença de magma abaixo do vulcão durante estes alertas. “Além da eficácia do alerta Jerk para erupções, a ferramenta revela-se um detector perfeito e inequívoco de intrusões magmáticas”, resume Philippe Jousset.

Um exemplo recente ocorreu durante uma crise sísmica em Piton de la Fournaise em 5 de dezembro de 2025. Juntamente com pequenas mudanças de deformação e anomalias de gás, os cientistas registraram um sinal Jerk fraco medindo apenas 0,1 nm/s.³. Este sinal confirmou que o magma havia invadido o vulcão.

Testando o método em outros vulcões

Depois de mais de uma década de monitorização contínua em tempo real em La Réunion, os investigadores acreditam que o sistema Jerk poderia servir como uma ferramenta prática de alerta precoce para outros vulcões, especialmente aqueles com infra-estruturas de monitorização limitadas.

A equipe planeja expandir os testes do método para outros vulcões ativos. Um dos primeiros alvos será o Monte Etna, na Itália. O projeto “POS4dyke” implantará uma nova rede de sismômetros de banda larga do Pool Instrumental Geofísico GIPP de Potsdam para detectar sinais Jerk. A instalação está prevista para começar em 2026 em colaboração com o INGV (Itália).

O trabalho também se conectará com o projeto SAFAtor, que explora como os cabos de fibra óptica podem ser usados ​​para melhorar os sistemas de alerta precoce de terremotos e erupções vulcânicas. Juntos, estes esforços poderiam melhorar significativamente a capacidade dos cientistas de detectar e prever a atividade vulcânica em todo o mundo.