Um dos maiores desafios dos vulcões é prever erupções com antecedência suficiente para alertar as autoridades e as comunidades vizinhas. Um estudo foi publicado Comunicação da natureza descreve uma nova técnica de detecção chamada “Jerk” desenvolvida por pesquisadores e engenheiros do Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP) e do Centro GFZ Helmholtz de Geociências. O método depende de um único sismógrafo de banda larga para detectar movimentos muito sutis do solo associados à intrusão de magma nas profundezas do subsolo.
Estes sinais fracos podem revelar níveis iniciais de atividade vulcânica em tempo real. A equipe de pesquisa testou o método durante dez anos em um observatório vulcânico 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 de apenas alguns minutos a oito horas antes do início. Cerca de 14% dos avisos não resultaram em erupções. No entanto, esses avisos ainda detectaram movimento de magma abaixo do vulcão. Por exigir relativamente pouco equipamento, o sistema jerk pode tornar-se uma importante ferramenta de alerta precoce, especialmente para vulcões que não são monitorados de perto.
Por que é difícil prever erupções vulcânicas?
Os vulcões costumam mostrar sinais de alerta antes de entrarem em erupção. Estes podem incluir aumento da sismicidade, deformação do solo e alterações nas emissões ou composição de gases vulcânicos. Embora estes sinais sejam bem conhecidos, são difíceis de interpretar com precisão. 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. Os falsos avisos podem levar a deslocalizações 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 movimentos sutis 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 observacionais. Em contraste, Dr. do Institut de Physique du Globe de Paris. François Beauducel e Dr. do Centro GFZ Helmholtz de GeoResearch em Potsdam. O novo método, desenvolvido por uma equipe liderada por Philippe Jousset, concentra-se na detecção direta de sinais físicos associados ao movimento do magma.
O método “jerk” caracteriza os movimentos extremamente pequenos do solo que ocorrem quando o magma entra na crosta. Esses sinais aparecem como transientes de frequência muito baixa, como sinais de transição ou estabilização registrados no movimento horizontal do solo, incluindo aceleração e inclinação. Segundo os pesquisadores, esses sinais provavelmente se originam do processo dinâmico de fraturamento da rocha que ocorreu antes da erupção.
Os cientistas detectaram estes sinais há mais de uma década, ao analisar 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 (nm/s).3), no entanto, podem ser detectados com um único sismógrafo de banda muito larga.
O sistema possui processamento de dados especializado que corrige fatores como as marés da Terra. Quando o sinal característico ultrapassa um determinado limite, o sistema automático 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, os sistemas de detecção de solavancos operaram 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 de o 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 novos métodos. Os cientistas conseguiram confirmar alertas de solavancos usando outros indicadores de monitoramento, incluindo medições de terremotos, deformações do solo e gases vulcânicos. Estas observações independentes verificaram que ocorreu a intrusão de magma e que uma erupção era mais provável. O sistema foi avaliado usando dados históricos de 24 erupções entre 1998 e 2010, onde o sinal de jerk apareceu consistentemente antes dos eventos eruptivos.
“A grande originalidade deste trabalho reside no fato de o método jerk ter sido testado e validado em tempo real de forma automatizada e supervisionada por mais de 10 anos, e não no pós-processamento de dados, como visto na maioria dos estudos de precursores explosivos publicados na literatura, “explica o Dr. Philippe Joset, co-cientista do G-SF 2.2 Geophysical Imaging.
Compreendendo alertas falsos positivos
Embora o sistema tenha funcionado bem no geral, alguns avisos não levaram a explosões. Esses “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 não detonadas”.
Observações adicionais, como atividade sísmica, deformação do solo e medições de gases vulcânicos, confirmaram a presença de magma abaixo do vulcão durante este alerta. “Além da função de alerta de erupções, a ferramenta prova ser um detector perfeito e inequívoco de intrusão magmática”, resume Philippe Jusset.
Um exemplo recente ocorreu em 5 de dezembro de 2025, durante uma crise sísmica em Piton de la Fournaise. Além de pequenas mudanças de deformação e anomalias de gás, os cientistas registraram um sinal fraco de jerk medindo apenas 0,1 nm/s.3. Este sinal confirmou que o magma havia entrado no fundo do vulcão.
Testando o método em outros vulcões
Depois de mais de uma década de monitorização contínua em tempo real na Reunião, os investigadores acreditam que o sistema JERK pode servir como uma ferramenta prática de alerta precoce para outros vulcões, especialmente aqueles com infra-estruturas de monitorização limitadas.
A equipe planeja estender os testes do método a 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 em Potsdam para detectar sinais de jerk. A instalação está prevista para começar em 2026 em colaboração com o INGV (Itália).
O trabalho estará também ligado ao projecto SAFAtor, que explora a forma como os cabos de fibra óptica podem ser utilizados para melhorar os sistemas de alerta precoce de terramotos e erupções vulcânicas. Juntos, estes esforços poderiam aumentar significativamente a capacidade dos cientistas de detectar e prever a atividade vulcânica em todo o mundo.
