O Monte Etna, na Sicília, Itália, é o vulcão mais activo da Europa, mas a comunidade científica tem tido dificuldade em explicar como foi formado porque os modelos geológicos tradicionais não podem ser totalmente aplicados a este vulcão. A pesquisa mais recente da Universidade de Lausanne propõe uma nova hipótese, argumentando que o Etna pode não pertencer aos familiares vulcões de fronteira de placas, vulcões de zona de subducção ou vulcões de pontos quentes, mas é semelhante a um tipo especial de vulcão raro de "pequenos pontos".
O Monte Etna está localizado na costa leste da Sicília. Tem uma história de atividade há mais de 500.000 anos. Tem uma altitude de mais de 3.000 metros e entra em erupção várias vezes por ano. É um dos vulcões mais intensamente observados no mundo. Apesar disso, as suas origens ainda são apenas parcialmente compreendidas: nenhum dos três principais mecanismos de ignição, nomeadamente divisão de placas, subducção e pontos quentes intraplaca, pode explicar completamente a sua fonte de magma e características químicas.
Uma equipe de pesquisa da Universidade de Lausanne, em cooperação com Anna Rosa Corsaro da filial de Catânia do Instituto Nacional Italiano de Geofísica e Vulcanologia (INGV), publicou um artigo no Journal of Geophysical Research: Solid Earth, propondo que o magma do Monte Etna não foi gerado por derretimento em grande escala no manto antes da erupção, mas foi continuamente reabastecido por um pequeno "inventário" de magma pré-existente no manto superior durante um longo período de tempo. Este magma acumula-se no topo do manto superior, a cerca de 80 quilómetros da superfície, e depois sobe intermitentemente, impulsionado pelo estresse tectónico.
De modo geral, a formação de vulcões pode ser classificada aproximadamente em três categorias: primeiro, nos limites de ruptura das placas, como as dorsais meso-oceânicas, a separação das placas permite que o manto ascendente se descomprima e derreta, formando uma nova crosta oceânica; segundo, nas zonas de subducção, as placas da crosta oceânica em subducção descendente carregam A água no cinturão diminui o ponto de fusão do manto sobrejacente, provocando o derretimento e criando vulcões explosivos como o Monte Fuji, no Japão; terceiro, dentro da placa, plumas do manto anormalmente quentes formam pontos quentes, construindo cadeias de ilhas vulcânicas como o Havaí e a Reunião.
No entanto, o Etna “não se parece com nenhuma resposta padrão”. Embora esteja próximo da zona de subducção, a composição química da sua rocha está mais próxima da dos vulcões de pontos quentes; mas abaixo dele não há evidências claras de pontos quentes do manto como o Havaí. O novo estudo aponta que o que é incomum no Etna é que o magma que ele consome não é “fundido fresco” para cada erupção, mas é expelido de uma bolsa de derretimento de pequeno volume existente no manto superior.
A equipa de investigação acredita que o fundo tectónico invulgar é um dos factores-chave: a placa africana e a placa euroasiática continuam a colidir nesta área, fazendo com que a placa perto da zona de subducção se dobre, formando uma série de fissuras e zonas fracas na placa. À medida que a placa se curva lentamente, estas fissuras são como canais criados quando uma esponja comprimida é comprimida, permitindo que o magma no manto superior suba em lotes ao longo das fissuras e construa grandes vulcões em camadas na superfície.
Com base nesta ideia, os investigadores propuseram que o Etna pode pertencer a um tipo de “quarto vulcão” que só foi reconhecido desde 2006 – uma versão ampliada em terra do vulcão microponto. Os chamados vulcões micropontos são um tipo de pequeno vulcão submarino descoberto por cientistas japoneses na zona de curvatura da placa do fundo do mar. A sua existência mostra que existem de facto bolsas de magma dispersas no topo do manto superior, que podem ser "descomprimidas" em vulcões sob condições tectónicas apropriadas.
Sebastien Pilet, o primeiro autor do artigo e professor da Escola de Ciências da Terra e Ambiente da Universidade de Lausanne, salientou que o mecanismo de formação do Etna é surpreendentemente semelhante ao destes pequenos vulcões submarinos, mas a escala é ampliada para um nível completamente diferente. No passado, os vulcões micropontuais observados no fundo do mar tinham apenas algumas centenas de metros de altura, mas o Etna é um típico estratovulcão de grande escala. Começou a ser ativo há cerca de 500 mil anos e agora está a mais de 3 mil metros acima do nível do mar. É um gigante.
Para testar esta nova hipótese, a equipa de investigação conduziu uma análise sistemática de amostras de rocha do Monte Etna durante os seus aproximadamente 500.000 anos de evolução, acompanhando mudanças a longo prazo na composição química da sua lava. Os resultados mostram que a impressão digital química do magma do Etna é relativamente estável, mesmo que o ambiente tectónico circundante tenha evoluído ao longo da longa história geológica. Isto mostra que a área fonte que fornece magma existe no manto superior há muito tempo, e as mudanças na intensidade e volume da erupção estão principalmente relacionadas ao movimento da placa e às mudanças nos canais de fratura causadas por ela, em vez de mudanças drásticas na própria fonte profunda de magma.
Com base nisso, os pesquisadores propuseram que o Etna é mais como um tubo de "vazamento" de longo prazo, que conduz continuamente o magma na camada de baixa velocidade do manto superior para a superfície, mantendo assim suas atividades eruptivas anormalmente frequentes. Este modelo de "pipeline com vazamento" confirma mutuamente a visão dos sacos de magma do manto superior refletidos por vulcões micropontuais, fornecendo uma nova estrutura teórica para a compreensão da origem dos vulcões em diferentes ambientes tectônicos ao redor do mundo.
Esta investigação não só ajuda a redefinir a posição do Etna no mapa de classificação dos vulcões, mas também fornece novas ideias para avaliar os riscos da sua atividade futura. Ao caracterizar com mais precisão a profundidade, a escala e os métodos de reabastecimento dos reservatórios de magma, espera-se que os investigadores do INGV em Catânia introduzam parâmetros mais realistas na monitorização de vulcões e na avaliação de desastres, melhorando assim as capacidades de alerta precoce para este vulcão super "normalmente aberto".