Vulcanologia

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Objetivos

1. Conhecer os conceitos e os princípios básicos da Vulcanologia enquanto Ciência.

2. Compreender os processos geodinâmicos que presidem à ocorrência dos fenómenos vulcânicos.

3. Caracterizar os processos genéticos, de transporte e de deposição dos diferentes tipos de produtos vulcânicos.

4. Identificar as diferentes fases eruptivas passíveis de ocorrer durante uma erupção vulcânica.

5. Reconhecer as formas e as estruturas geológicas geradas no decorrer dos processos vulcânicos.

6. Entender a variabilidade, intensidade e magnitude dos sinais precursores de atividade vulcânica.

7. Perceber os princípios da monitorização multiparamétrica dos sistemas vulcânicos.

Programa

1. INTRODUÇÃO AO ESTUDO DA VULCANOLOGIA

História da Vulcanologia - Do homem primitivo às sociedades mais desenvolvidas. A evolução do pensamento grego e a influência romana. Catastrofismo e Uniformitarismo. Neptunistas e Plutonistas. O reconhecimento do papel dos gases nos processos eruptivos. As erupções catastróficas e os avanços da Vulcanologia enquanto ciência multidisciplinar. Enquadramento geográfico e geodinâmico do vulcanismo - A atividade vulcânica no Sistema Solar. Distribuição geográfica dos vulcões e ambientes geodinâmicos terrestres. Magmatismo e tectónica.

2. MECANISMOS ERUPTIVOS

As propriedades dos magmas - Densidade, temperatura e viscosidade. O papel dos voláteis na fragmentação dos magmas. Processos eruptivos – Processos associados ao arrefecimento natural dos magmas, à ocorrência de sismos, à mistura de magmas e à interação magma-água.

3. ESCOADAS LÁVICAS

Conceitos, dimensões e velocidade – Conceito de escoada lávica. Unidades de escoamento simples e compostas. Volume, comprimento e espessura. Velocidade das escoadas lávicas. Morfologia e estrutura interna - Escoadas lávicas basálticas subaéreas pahoehoe, aa e em blocos. Características dos termos transicionais. Escoadas lávicas basálticas submarinas e brechas hialoclastíticas. Escoadas lávicas ácidas.

4. PRODUTOS E DEPÓSITOS PIROCLÁSTICOS

Conceitos e classificação de piroclastos - Conceito e processos de formação. Classificação de piroclastos quanto à sua origem, dimensões, textura, composição e processos de transporte e deposição. Produtos subaquáticos. Piroclastos e depósitos de queda – Fontes lávicas e colunas eruptivas verticais. Depósitos de escórias de queda e depósitos de pedra pomes de queda. Distribuição espacial de piroclastos e estrutura interna dos depósitos. Isopacas e isopletas. Piroclastos e depósitos de fluxo – Origem e formação de fluxos piroclásticos (pyroclastic density currents). Colapso de domos e de colunas eruptivas verticais. Processos de transporte e deposição. Depósitos de blocos e cinzas, ignimbritos, depósitos de escórias de fluxo e depósitos de surges piroclásticos (base surges, ground-surges e ash-cloud surges). Lahars – Conceito e génese. Processos de transporte e deposição. Características dos depósitos e sua comparação com outro tipo de escoadas de lama. Tefracronologia – Objetivos. Conceito de nível de referência.

5. GASES MAGMÁTICOS E VULCÂNICOS

Gases magmáticos - Do manto à atmosfera. A origem, abundância e solubilidade dos voláteis. Desgaseificação dos magmas. Gases vulcânicos - Composição. Tipos de emissões vulcânicas. Fumarolas, nascentes termais e lagos. Desgaseificação difusa. Colunas eruptivas verticais.

6. TIPOS E ESTILOS DE ATIVIDADE VULCÂNICA

Atividade vulcânica subaérea - Caracterização das erupções magmáticas havaiana, estromboliana, subpliniana, pliniana e ultrapliniana. Atividade vulcaniana. Atividade hidrovulcânica – Caracterização das erupções hidromagmáticas açoriana, surtseiana e hidropliniana. Erupções subglaciares. Explosões freáticas ou hidrotermais.

7. EDIFÍCIOS VULCÂNICOS

Edifícios monogenéticos e estruturas secundárias – Mecanismos de formação, parâmetros morfométricos e estrutura interna de vulcões em escudo islandeses, cones de escórias, cones e muros de spatter, cones de pedra pomes, maars (s.s.), cones de tufos e anéis de tufos. Cones litorais e pseudocrateras. Edifícios poligenéticos – Génese e desenvolvimento de vulcões centrais, em escudo e cónicos, e vulcões difusos, multicentros ou indefinidos. Caldeiras vulcânicas.

8. MONITORIZAÇÃO SISMOVULCÂNICA

Redes e técnicas de monitorização - Monitorização multiparamétrica e sinais precursores. Métodos e técnicas de monitorização geofísica, geodésica e geoquímica. Aplicação da petrografia e petrologia à monitorização de vulcões ativos. Observatórios vulcanológicos - Do Osservatorio Vesuviano à World Organization of Volcano Observatories (WOVO). A vigilância sismovulcânica na região dos Açores.

Métodos de ensino

HORAS LETIVAS E DISTRIBUIÇÃO DE CONTEÚDOS

O plano de estudos do curso de Proteção Civil e Gestão de Riscos estipula para a unidade curricular de Vulcanologia um total de 168 horas de trabalho, das quais 77 são horas de contacto. Neste contexto, incluem-se 30 horas de aulas teóricas, 30 horas de aulas práticas, 15 horas destinadas a trabalho de campo e 2 horas tutoriais que se traduzem em 6 unidades de crédito (ECTS), tendo por base o disposto no Regulamento de Aplicação do Sistema de Créditos Curriculares da Universidade dos Açores. A disciplina desenvolve-se ao longo do primeiro semestre do segundo ano do curso e tem uma duração semestral.

AULAS TEÓRICAS

As aulas teóricas são ministradas numa das salas de aulas do Complexo Científico do campus universitário de Ponta Delgada, com condições para projeções audiovisuais. Este aspeto é de significativa importância, na medida em que a lecionação dos conteúdos teóricos beneficia, sobremaneira, da apresentação de elementos ilustrativos como esquemas, fotografias e filmes.

Se há disciplina onde a expressão “uma imagem vale mais do que mil palavras” faz sentido, ela é, sem dúvida, a de Vulcanologia. A cor e o som, a dor e a alegria, o belo e o horrível são impressões inesquecíveis para quem já teve a oportunidade de assistir ao desenrolar de uma erupção vulcânica e constituem, no caso vertente, elementos fundamentais para prender a atenção, estimular a observação, promover a capacidade descritiva, suscitar interrogações e auxiliar a vertente interpretativa.

As aulas teóricas são, assim, baseadas na análise e discussão de fotografias, gráficos e esquemas, onde o texto raramente está presente, organizados em suporte digital por cada uma das matérias consideradas. Ao longo do curso está igualmente está prevista a projeção, análise e discussão de filmes. 

Bibliografia

BIBLIOGRAFIA GERAL

CAS, R. & WRIGHT, J. (1987) - Volcanic sucessions, modern and ancient. London: Chapman & Hall, 528p.

CHESTER, D. (1993) - Volcanoes and Society. Edward Arnold, Londres, 351 p.

GASPAR, J.L., GUEST, J.E., DUNCAN, A.M. & BARRIGA, F.J.A.S. Eds. (2015) – Volcanic geology of S. Miguel Island, Azores archipelago. London: Geological Society of London Special Memoir, 309p.

GASPAR, J.L., QUEIROZ, G., PACHECO, J.M., FERREIRA, T., WALLENSTEIN, N., ALMEIDA, M.H., COUTINHO, R. (2003) - Basaltic lava balloons produced during the 1998-2001 Serreta Submarine Ridge eruption (Azores). In Subaqueous Explosive Volcanism, WHITE, J., CLAGUE, D., SMELLIE, J. (eds.), 205-212. Washigton DC: American Geophysical Union, Geophysical Monograph 140.

HEIKEN, G. & WOHLETZ, K. (1985) - Volcanic Ash. California: University of California Press. 246 p.

MACDONALD, G. (1972) - Volcanoes. New Jersey: Prentice-Hall, 510p.

MCGUIRE, W.J., KILBURN, C. & MURRAY, J. (1995) - Monitoring active volcanoes. London: UCL Press, 421p.

SIEBERT, L., SIMKIN, T. & KIMBERLY, P. (2010) - Volcanoes of the World. California: Smithsonian Institution / University of California Press, Third edition. 568 p.

SIGURDSSON, H., HOUGHTON, B., MCNUTT, S., RYMER, H. & STIX, J. (2015) - Encyclopedia of Volcanoes (2nd. Edition). Califórnia: Academic Press. 1456 p.

WILSON, M. (1989) - Igneous petrogenesis. London: Unwin Hyman Ltd. 466 p.

WHITE, J., CLAGUE, D. & SMELLIE, J. (2003) - Subaqueous Explosive Volcanism. Washington DC: American Geophysical Union, Geophysical Monograph 140, 379p.

 

Nota: No âmbito de cada um dos tópicos lecionados será identificada bibliografia complementar específica.

Código

0105688

ECTS

6

Aulas

  • Orientação Tutorial - 2 horas
  • Práticas e Laboratórios - 30 horas
  • Teóricas - 30 horas
  • Trabalho de Campo - 15 horas