Prever erupções vulcânicas com antecedência suficiente para alertar autoridades e comunidades próximas continua sendo um dos maiores desafios na vulcanologia. Um estudo publicado na Nature Communications descreve uma nova técnica de detecção chamada “Jerk”, desenvolvida por pesquisadores e engenheiros do Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP) e do GFZ Helmholtz Centre for Geosciences. O método se baseia em um único sismômetro de banda larga para detectar movimentos extremamente subtil de solo relacionados a intrusões de magma nas profundezas da Terra.
Esses sinais tênues podem revelar as fases iniciais de atividade vulcânica em tempo real. A equipe de pesquisa testou o método por dez anos em um observatório vulcanológico na ilha da Réunion. Durante esse período, o sistema conseguiu prever 92% das 24 erupções que ocorreram entre 2014 e 2023. Os tempos de aviso variaram de poucos minutos a até oito horas antes do início de uma erupção. Cerca de 14% dos alertas não resultaram em erupções. No entanto, esses alertas ainda detectaram movimentos de magma sob o vulcão. Por exigir relativamente pouco equipamento, o sistema Jerk poderia se tornar uma ferramenta importante de alerta precoce, especialmente para vulcões que não são monitorados de perto.
Por que prever erupções vulcânicas é difícil
Os vulcões muitas vezes mostram sinais de alerta antes de erupções. Esses sinais podem incluir aumento da atividade sísmica, deformação do solo e alterações nas emissões ou composição de gases vulcânicos. Embora esses sinais sejam bem conhecidos, a interpretação precisa deles continua a ser difícil. Cientistas ainda lutam para determinar exatamente quando uma erupção ocorrerá, quanto tempo vai durar e quão poderosa pode ser.
Alarmes falsos também representam um problema sério. Avisos incorretos podem causar evacuações custosas, interrupções econômicas e desconfiança do público em relação aos sistemas de monitoramento. Como resultado, melhorar a confiabilidade das previsões de erupção é um objetivo importante para os cientistas que estudam os riscos vulcânicos.
Detectando movimentos sutis do solo causados por magma ascendente
Muitas abordagens anteriores para a previsão de erupções dependem de análises probabilísticas, ou seja, buscam relações estatísticas em grandes conjuntos de dados de monitoramento. Em contraste, a nova abordagem desenvolvida por uma equipe liderada pelo Dr. François Beauducel do Institut de Physique du Globe de Paris e pelo Dr. Philippe Jousset do GFZ Helmholtz Centre for GeoResearch em Potsdam foca na detecção direta de sinais físicos associados ao movimento do magma.
O método “Jerk” identifica movimentos de solo extremamente pequenos que ocorrem quando o magma intruda na crosta. Esses sinais se apresentam como transientes de muito baixa frequência, ou seja, sinais de transição ou assentamento registrados no movimento horizontal do solo, incluindo tanto aceleração quanto inclinação. De acordo com os pesquisadores, esses sinais provavelmente se originam de processos dinâmicos de fraturamento rochoso que ocorrem antes de uma erupção.
Cientistas identificaram esses sinais pela primeira vez há mais de uma década ao analisar conjuntos de dados extensos de erupções anteriores do vulcão Piton de la Fournaise na ilha da Réunion. Os sinais são extraordinarimente pequenos, medindo apenas alguns nanômetros por segundo cúbico (nm/s3). Mesmo assim, podem ser detectados com um único sismômetro de banda muito larga.
O sistema inclui um processamento de dados especializado que corrige fatores como marés terrestres. Quando o sinal característico supera um determinado limite, o sistema automatizado emite imediatamente um alerta.
Uma década de monitoramento vulcânico 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 Réunion). 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 aviso 1 hora e 2 minutos antes do início da erupção.
Ao longo da década seguinte, o sistema de detecção Jerk operou continuamente. Ele gerou alertas automáticos para 92% das 24 erupções registradas entre 2014 e 2023. Dependendo do evento, os avisos foram emitidos de alguns minutos até 8,5 horas antes que o magma alcançasse a superfície.
Piton de la Fournaise é um dos vulcões mais monitorados do mundo, o que o torna um local ideal para testar o novo método. Os cientistas puderam confirmar os alertas Jerk utilizando outros indicadores de monitoramento, incluindo sismicidade, deformação do solo e medições de gases vulcânicos. Essas observações independentes verificaram que intrusões de magma haviam ocorrido e que a probabilidade de uma erupção era alta. O sistema também foi avaliado com base em dados históricos de 24 erupções entre 1998 e 2010, onde o sinal Jerk consistentemente apareceu antes de eventos eruptivos.
“A grande originalidade deste trabalho reside no fato de que o método Jerk foi testado e validado em tempo real de forma automática e não supervisionada por mais de 10 anos, e não apenas em pós-processamento de dados, como é o caso na grande maioria dos estudos de precursores eruptivos publicados na literatura,” explica o Dr. Philippe Jousset, coautor do estudo e cientista na GFZ-Section 2.2 Geophysical Imaging.
Compreendendo alertas falsos positivos
Embora o sistema tenha apresentado um bom desempenho em geral, alguns alertas não levaram a erupções. Esses “falsos positivos” ocorreram em 14% dos casos em que o sistema emitiu um alarme. No entanto, análises adicionais mostraram que esses eventos não eram erros aleatórios. Em vez disso, correspondiam a verdadeiras intrusões de magma que não produziram erupções. Cientistas às vezes se referem a esses eventos como “erupções abortadas.”
Observações adicionais, como atividade sísmica, deformação do solo e medições de gases vulcânicos, confirmaram a presença de magma sob o vulcão durante esses alertas. “Além da eficácia do alerta Jerk para erupções, a ferramenta prova ser um detector perfeito e inequívoco de intrusões magmáticas,” resume Philippe Jousset.
Um exemplo recente ocorreu durante uma crise sísmica em Piton de la Fournaise em 5 de dezembro de 2025. Junto com pequenas mudanças de deformação e anomalias de gás, os cientistas registraram um sinal Jerk fraco medindo apenas 0,1 nm/s3. Esse sinal confirmou que magma havia intrudido sob o vulcão.
Testando o método em outros vulcões
Após mais de uma década de monitoramento contínuo em tempo real na ilha da Réunion, os pesquisadores acreditam que o sistema Jerk poderia servir como uma ferramenta prática de alerta precoce para outros vulcões, especialmente aqueles com infraestrutura de monitoramento limitada.
A equipe planeja expandir os testes do método para 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 GIPP Geophysical Instrumental Pool de Potsdam para detectar sinais Jerk. A instalação está prevista para começar em 2026 em colaboração com o INGV (Itália).
O trabalho também se conectará com o projeto SAFAtor, que está explorando como cabos de fibra óptica podem ser utilizados para melhorar os sistemas de alerta precoce para terremotos e erupções vulcânicas. Juntas, essas iniciativas poderão aumentar significativamente a capacidade dos cientistas de detectar e prever a atividade vulcânica em todo o mundo.
