Lahar

Em áreas vulcânicas, enormes volumes de sedimentos podem ser transportados talude abaixo por fenômenos geológicos caracterizados por fluxos de massa e correntes com baixa e alta concentração de sedimentos, cuja redeposição muitas vezes domina seqüências vulcanoclásticas. O fenômeno mais conhecido é o lahar, um termo indonésio utilizado para denominar uma mistura de detritos de rochas vulcânicas e água que flui rapidamente a partir de um vulcão sob a influência da gravidade. Além dos lahars, outros três processos vulcanossedimentares que transportam fragmentos vulcânicos em áreas vulcânicas são fluxos de detritos, fluxos hiperconcentrados e as correntes diluídas.

 

Lahar

Lahar engloba na sua definição fluxos de detritos e fluxos hiperconcentrados (veja mais abaixo suas definições), mas não inclui no seu espectro fluxos diluídos (tanto fluxos normais como fluxos ricos em lama). Outro fenômeno vulcano-sedimentar que ocorre em regiões vulcânicas e recentemente reconhecido é a avalanche de detritos, uma mistura de detritos e rochas que move-se talude abaixo sob a influência da gravidade originada pelo colapso parcial ou total de um edifício vulcânico. Importantes transformações de fluxos atuam sobre esses fenômenos, fazendo com que avalanches de detritos originadas próximas ao vulcão possam ser transformadas totalmente em lahars (fluxos de detritos e fluxos hipercontrados) e, estes em fluxos diluídos. Pode também ocorrer que fluxos inicialmente diluídos podem, por incorporação de sedimentos, serem transformados em lahars.

Um lahar é um evento; ele pode ser referido para um ou mais processos (fluxo de detritos ou fluxos hipercontrados), mas não pode se referir a um “depósito” de rochas. Lahar engloba um continuum entre processos de fluxos de detritos e fluxos hiperconcentrados (ver mais abaixo). Ainda que algumas correntes diluídas (de inundações ou ricos em lama) sejam geneticamente relacionados aos lahars, outras não são, e o termo lahar não é assim estendido para tais fluxos.

Detritos rochosos em lahars variam em tamanho desde argilas até matacões, de até algumas dezenas de metros em sua máxima dimensão. Quando em movimento, estes fluxos lembram massas de concreto úmido e tendem a serem canalizados dentro de vales. Lahars são formados quando massas inconsolidadas de detritos úmidos tornam-se mobilizadas e sua gênese é relacionada com:

  • Grandes avalanches de detritos vulcânicos saturados em água (p. ex. vulcão Sant Helens, E.U.A.);
  • Fortes quedas de chuvas que mobilizam depósitos vulcânicos semi a não-consolidados (p. ex. Vulcão Pinatubo, Filipinas);
  • Rápidas fusões de neve e gelo perto de um conduto vulcânico por radiação de calor ou sobre os flancos de um vulcão por fluxos piroclásticos ou surges piroclásticas (p. ex. Vulcão Nevado del Ruiz, Colômbia); ou
  • Rompimento de água desde geleiras, lagos de crateras, ou de barragens formadas pelo represamento de cursos fluviais por detritos de erupções vulcânicas (p. ex. Vulcão Kelud, Indonésia).
Lahars podem ser quentes ou frios, dependendo da temperatura dos detritos rochosos que eles carregam, e podem percorrer grandes distâncias vales abaixo e mover-se a altas velocidades. Lahars produzidos durante uma erupção do Vulcão Cotopaxi no Equador, em 1877, percorreram mais de 320 km a uma velocidade média de 27 km/h, enquanto que os fluxos que desceram o flanco SE do vulcão Sant Helens (EUA) em 1980, tiveram velocidades que excederam 100 km/h. Lahars com altas velocidades podem ascender paredes de vales, e seu impulso pode também fazer com que os fluxos passem sobre obstáculos. Estes fluxos quando confinados em vales estreitos, podem temporariamente espessar e preencher os vales até alturas de 100 m ou mais. O maior perigo para vidas humanas associados com lahars vem do soterramento e impacto por matacões e outros detritos. Construções e outras propriedades que estejam posicionadas no caminho de um lahars podem ser soterradas, esmagadas ou carregadas para longe. Por causa de sua relativamente alta densidade e viscosidade, eles podem mover e carregar veículos e outros grandes objetos, tais como pontes.

Existe uma relação inversa entre o volume e o comprimento de lahars e sua freqüência; isto é, grandes fluxos são menos freqüentes que os pequenos. Por esta razão, os riscos decrescem progressivamente a jusante dos vales e com o aumento da altura acima do fundo do vale.

 

Fluxos de Detritos

Fluxos de Detritos são correntes saturadas em água que contém mais que 60% de sedimentos por volume. Esses fluxos podem ser classificados como fluxos de detritos coesivos ou não-coesivos em virtude das diferenças no mecanismo de suporte das partículas maiores. Nos fluxos de detritos coesivos os mecanismos de suporte dominantes são a resistência da matriz coesiva (argila + silte) e flutuação, enquanto que nos fluxos de detritos não-coesivos o mecanismo de suporte dominante é a pressão dispersiva. Quando a resistência crítica ao movimento (cisalhamento) de um conjunto de partículas é excedida, o fluxo de detritos passa a movimentar-se como um fluído viscoso, sendo o fluxo mantido por uma combinação de condições de fluxo laminar, “plug flow” ou até mesmo turbulento (sob taludes íngremes). Quando a velocidade de transporte do material diminui e passa a ser menor que a resistência do fluxo para se movimentar, normalmente quando o fluxo encontra regiões planas, os sedimentos são depositados conjuntamente (em massa).

Como resultado, o depósito é similar em espessura e estrutura interna a aqueles do fluxo original. Depósito de fluxo de detritos, tanto em regiões vulcânicas como não-vulcânicas, contém uma variedade de texturas e fábricas, todas as quais são características de deposição em massa. Feições mostradas por todos os fluxos de detritos coesivos são a seleção extremamente pobre, a falta de estratificação interna, e a estrutura normalmente maciça e matriz-suportada. Nos fluxos de detritos não-coesivos as principais estruturas são a gradação reversa e/ou maciça e o arcabouço clasto-suportado. Muitos fluxos de detritos em regiões vulcânicas são pobres em argilas, porque são derivados durante ou logo após erupções de detritos vulcânicos. Quando argila primária ocorre, ela é comumente derivada desde regiões fontes de rochas alteradas hidrotermalmente ou pela incorporação de solos durante o transporte. As argilas podem ter sua origem ligada ao intenso intemperismo da área fonte em clima tropical, ou, em seqüências antigas, a efeitos diagenéticos.

Fluxo Hiperconcentrado

Seqüências sedimentares vulcanoclásticas modernas e antigas contém unidades deposicionais onde feições não podem ser atribuídas a fluxos de correntes normais, diluídas e turbulentas, ou a fluxos de detritos viscosos, geralmente não turbulentos. As características destes sedimentos pobremente selecionados sugerem deposição rápida a partir de fluxos de alta concentração de sedimentos, mas não conjuntamente (em massa). Assim, a sedimentação deste tipo de fluxo parece ser relacionada a dispersões de elevada descarga, intermediários entre fluxos de correntes normais e fluxo de detritos, denominado de fluxo hiperconcentrado. Eles contém entre 20 e 60% de sedimentos por volume. Os detritos são suportados por uma combinação de flutuação, interações entre grãos (pressão dispersiva) e turbulência. Fluxos hiperconcentrados são distinguidos desde depósitos de fluxos de detritos pela falta de suporte pela matriz ou inversa gradação, e apresentarem gradação normal e estratificação horizontal. Fluxos hiperconcentrados são distinguidos desde fluxos de correntes diluídas pela falta de estratificação cruzada em fácies arenosas e por uma muito pobre seleção, pobre imbricação, e numerosos clastos com eixos longos orientados paralelamente a direção do fluxo em fácies conglomeráticas.

Correntes Diluídas

Correntes diluídas transportam sedimentos finos em suspensão e e sedimentos de maior granulometria arrastados no fundo da camada por rolamento ou saltação. Este tipo de corrente é representada por mecanismos de deposição de sedimentos grão-por-grão, dominantemente trativos, considerados comumente em estudos de sedimentação fluvial. Correntes diluídas podem conter até 20% de sedimentos por volume (menores que fluxo hiperconcentrados). O fluxo é completamente turbulento, e esta turbulência serve como suporte de sedimentos e mecanismo de transporte que governa a fábrica deposicional. Como resultado, estratificação cruzada em arenitos e imbricação em conglomerados são usualmente bem desenvolvidos. Em geral, dois tipos de depósitos de correntes diluídas podem ser considerados: (1) O primeiro inclui sedimentos transportados sobre uma grande variedade de condições de descarga em um padrão continuo ou o material depositado por inundação que é redistribuído dentro de formas de leito a baixos estágios. Depósitos desse tipo consistem de areias com estratificação cruzada ou cascalhos relativamente bem selecionados, bem-arredondados, imbricados, maciços ou com estratificação cruzada com lentes associadas e finas de camadas de areias; (2) O segundo inclui sedimentos transportados somente durante condição de alta descarga que não podem ser retrabalhados pelos fluxos dos estágios inferiores. Depósitos desse tipo tendem a serem muito mais pobremente selecionados, contendo mais grãos angulares, e que geralmente faltam estratificação cruzada geradas por migração de formas de leito, ainda que estruturas de corte e preenchimento sejam mais comum.

Bibliografia utilizada na confecção desse texto:

Smith, G.A. & Lowe, D.R. 1991. Lahars: Volcano-Hydrologic Events and Deposition in the Debris Flow – Hyperconcentrated Flow Continuum. In: Sedimentation in Volcanic Settings, Fisher, R.V. & Smith, G.A. (Ed.), SEPM Special Publication, n° 45, p. 59 – 70.

Vallance, J.W. 2000. Lahars. In: Encyclopedia of Volcanoes, Sigurdsson, H. (Ed.), p. 601 – 616.

 

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