Forças de Cisalhamento Desencadeiam Formação de Bolhas em Magma, Desafiando Paradigma de Pressão

Durante décadas, a ciência vulcanológica predominante sustentou que a formação de bolhas, o motor das erupções vulcânicas, ocorria exclusivamente devido à redução da pressão à medida que o magma ascendia na crosta terrestre. Esta interpretação tradicional, contudo, omitia um fator mecânico essencial no processo de nucleação gasosa dentro do reservatório magmático profundo, onde a presença de cristais e as variações de viscosidade influenciam a dinâmica interna do material.

Uma investigação seminal, publicada em 2025 por uma coligação internacional de cientistas, incluindo especialistas do ETH Zurich, revelou uma dinâmica mais complexa. O estudo demonstrou que a simples deformação e o movimento do magma saturado com gás podem induzir a nucleação de bolhas sem a necessidade de uma alteração ambiental significativa na pressão. A descoberta foca-se no papel das forças de cisalhamento, geradas pelo movimento diferencial do magma nos condutos vulcânicos, sendo estas forças mais intensas perto das paredes do conduto devido ao atrito máximo.

Para validar esta hipótese, os investigadores utilizaram um sistema análogo inovador, empregando um polímero fundido pressurizado e saturado com dióxido de carbono (CO2), um volátil comum em ambientes magmáticos. A aplicação de cisalhamento controlado resultou na formação espontânea de bolhas em regiões de elevada tensão mecânica, estabelecendo o mecanismo de nucleação induzida por cisalhamento como um complemento ao processo de descompressão. A concentração de gás dissolvido no magma influencia este mecanismo, uma vez que a tensão crítica de cisalhamento necessária para iniciar a formação de bolhas é inversamente proporcional à concentração de gás.

As implicações desta descoberta para a vulcanologia são significativas, oferecendo uma nova perspetiva para explicar erupções menos explosivas. A formação precoce de bolhas devido ao cisalhamento permite uma libertação progressiva do gás, o que atenua a pressão interna antes que o magma atinja zonas de descompressão crítica, resultando em comportamentos eruptivos mais suaves, como fluxos de lava, em vez de explosões catastróficas. Este novo entendimento questiona a interpretação tradicional dos registos geológicos, sugerindo que estimativas anteriores das taxas de ascensão do magma, baseadas na textura das bolhas, podem necessitar de revisão.

A pesquisa, liderada por Olivier Roche e com a participação de Olivier Bachmann do ETH Zurich, sublinha a necessidade de integrar o efeito do cisalhamento nos modelos de previsão de perigos vulcânicos. Embora o estudo tenha sido realizado com um análogo, as extrapolações sugerem uma relevância considerável para sistemas geológicos com magmas carregados de voláteis. A previsão de erupções, que depende da deteção de anomalias físicas e químicas e da atividade sísmica, deve agora incorporar esta variável mecânica, aprofundando a compreensão da reologia do magma em movimento.