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EARTH EXPLAINED · GUIA DA AULA

O Anel de Fogo

Por que o Pacífico é cercado por terremotos e vulcões

Vídeo 10:53Nível Do 6º ao 12º ano · Geologia universitária introdutóriaPadrões MS-ESS2-2, MS-ESS2-3, MS-ESS3-2, HS-ESS2-1, HS-ESS2-4, HS-ESS3-1
Idioma Português

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Por que a maioria dos grandes terremotos e dos vulcões ativos do mundo está alinhada ao redor de um único oceano?

Uma ferradura de 40.000 km de fossas e vulcões cerca o Pacífico. Esta lição a explica com um único processo, a subducção, e acompanha suas consequências em quatro eventos reais: o maior terremoto já medido (Chile, 1960) e seu tsunami, que atravessou todo o Pacífico; as erupções do monte St. Helens (1980) e do Pinatubo (1991); e as evidências de que a tranquila zona de subducção de Cascadia se rompeu pela última vez em 26 de janeiro de 1700.

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Objetivos de aprendizagem Depois desta aula, os alunos serão capazes de:

  1. Explicar por que fossas, terremotos e vulcões se alinham ao longo da maior parte da borda do Pacífico, usando o processo de subducção.
  2. Descrever como a água levada para baixo por uma placa que afunda baixa o ponto de fusão da rocha quente acima dela, e por que os vulcões resultantes ficam a cerca de 100 a 300 km terra adentro da fossa.
  3. Distinguir um limite convergente (de subducção) de um limite transformante, usando como exemplo o sistema da falha de San Andreas.
  4. Acompanhar a cadeia de efeitos do terremoto do Chile de 1960: a ruptura, o afundamento da costa, um tsunami local e outro que atravessou todo o Pacífico, e uma erupção desencadeada.
  5. Comparar como o monitoramento e os alertas influenciaram os resultados no monte St. Helens (1980) e no monte Pinatubo (1991).
  6. Explicar como uma grande erupção pode esfriar o clima global por um a dois anos.
  7. Avaliar as evidências de que Cascadia produz grandes terremotos, e explicar por que a calma de sua história escrita não é motivo de tranquilidade.

Antes de assistir

Vocabulário-chave ★ termos de aprofundamento para alunos mais velhos

Tectônica de placas
A teoria de que a camada externa da Terra é dividida em grandes placas rígidas que se movem lentamente, alguns centímetros por ano, sobre o manto mais quente que fica abaixo.
Crosta oceânica
A crosta fina sob o fundo do oceano, feita principalmente de basalto, uma rocha vulcânica escura que é mais densa que a rocha rica em granito dos continentes.
Subducção
O processo em que uma placa se curva e afunda sob outra, de volta para o manto.
Fossa oceânica
O vale longo e profundo no fundo do mar onde uma placa se curva para baixo. A fossa das Marianas, com cerca de 11 km de profundidade, é o lugar mais profundo da Terra.
Arco vulcânico
A cadeia de vulcões que cresce sobre a placa superior, paralela à fossa, onde a rocha derretida que se forma acima da placa que afunda chega à superfície.
Limite transformante
Um limite de placas onde duas placas deslizam lateralmente uma pela outra. Ele produz terremotos, mas nenhum arco vulcânico; o sistema da falha de San Andreas é o exemplo clássico.
Magnitude
Uma medida do tamanho de um terremoto. Cada passo inteiro na escala de magnitude de momento libera cerca de 32 vezes mais energia.
Tsunami
Uma série de ondas oceânicas geradas quando uma grande massa de água é empurrada de repente, na maioria das vezes pelo movimento do fundo do mar em um terremoto. A primeira onda muitas vezes não é a maior.
Subsidência
O afundamento da superfície do terreno. Em 1960, partes da costa chilena afundaram 2 metros ou mais em questão de minutos.
Estratosfera
A camada da atmosfera acima dos fenômenos do tempo, de cerca de 10 a 50 km de altura. Partículas que chegam a ela podem ficar suspensas por um ano ou mais.
Floresta fantasma
Um grupo de árvores mortas quando o terreno afundou de repente e a água salgada chegou às suas raízes; é uma evidência de um terremoto do passado.
Tsunami órfão
Um tsunami registrado em um lugar onde nenhum terremoto foi sentido, de modo que seu terremoto 'pai' deve ter ocorrido muito longe.
Fusão por fluxo★
Fusão causada pela adição de água à rocha quente, o que baixa seu ponto de fusão. É a principal fonte de magma nas zonas de subducção.
Terremoto de megaempurrão★
Um terremoto na falha de baixa inclinação que separa uma placa em subducção da placa acima dela. Todos os terremotos de magnitude 9 ou maior foram eventos de megaempurrão.
Intervalo de recorrência★
O tempo médio entre terremotos de um determinado tamanho em uma falha, estimado a partir do registro geológico.
Aerossol de sulfato★
Gotículas minúsculas de ácido sulfúrico formadas a partir do dióxido de enxofre vulcânico. Na estratosfera, elas refletem a luz do sol e esfriam a superfície.

Capítulos Escolha um tempo para reproduzir a partir dele

0:00O Anel

A forma do Anel no globo: uma ferradura com cerca de 40.000 km de comprimento, com a maioria dos vulcões ativos do mundo e cerca de 90% dos seus terremotos.

0:53Por que um anel?

A subducção explicada passo a passo: placas oceânicas densas afundam nas fossas; a água liberada a cerca de 100 km de profundidade derrete a rocha acima e forma um arco vulcânico; placas travadas acumulam tensão e a liberam em terremotos. A Califórnia é a exceção: um limite transformante.

3:151960

O maior terremoto já medido, M9,5 no sul do Chile: uma ruptura de cerca de 1.000 km de comprimento, terras que afundaram 2 metros ou mais, um tsunami que atravessou o Pacífico até o Havaí e o Japão, e uma erupção 38 horas depois.

5:32Os vulcões

O monte St. Helens (1980) e o Pinatubo (1991): o que o monitoramento e os fechamentos conseguiram, o que uma evacuação de mais de 60.000 pessoas conseguiu, e como o enxofre do Pinatubo esfriou o planeta em cerca de meio grau Celsius.

7:58O próximo

Cascadia: florestas fantasmas, um 'tsunami órfão' japonês e a data do último grande terremoto, 26 de janeiro de 1700. Por que seu silêncio preocupa os geólogos.

9:43Ainda em movimento

O Anel hoje, e o resumo: três coisas para lembrar.

Concepções erradas comuns Para o professor

Concepção erradaOs vulcões são alimentados por uma camada de rocha líquida logo abaixo da crosta, ou pelo núcleo derretido.

O que as evidências mostramO manto é quase inteiramente rocha sólida. O magma só se forma onde as condições derretem parte dele, e no Anel de Fogo isso acontece onde a água da placa que afunda baixa o ponto de fusão.

Concepção erradaO calor que derrete a rocha vem do atrito entre as placas.

O que as evidências mostramO ingrediente-chave é a água, não o atrito. A água liberada pela placa que afunda a cerca de 100 km de profundidade permite que a rocha do manto acima dela, que já está quente, derreta em parte.

Concepção erradaUm tsunami é uma única onda gigante que é alta até em mar aberto.

O que as evidências mostramUm tsunami é uma série de ondas. Em águas profundas, ele costuma ter menos de um metro de altura, mas se move à velocidade de um avião de passageiros; ele só cresce ao chegar a águas rasas. Em Hilo, em 1960, a terceira onda foi a mais destrutiva.

Concepção erradaUm terremoto de magnitude 9,5 é só um pouco maior que um de 9,0.

O que as evidências mostramCada passo inteiro na escala de magnitude corresponde a cerca de 32 vezes mais energia, então um 9,5 libera aproximadamente 5,6 vezes a energia de um 9,0.

Concepção erradaUma falha que está calma há séculos é segura.

O que as evidências mostramEm uma falha de subducção travada, um longo silêncio geralmente significa que a tensão está se acumulando. Cascadia não teve nenhum grande terremoto na história escrita, mas o registro geológico mostra um a cada cerca de 500 anos, em média, ao longo de toda a sua extensão, e com mais frequência na sua parte sul.

Perguntas para discussão

  1. O episódio diz que o Anel de Fogo é 'na verdade um anel de fossas'. O que isso significa, e por que é uma descrição mais precisa?
  2. Em Hilo, em 1960, as sirenes tocaram horas antes de a onda chegar, e mesmo assim 61 pessoas morreram. O que isso sugere sobre a diferença entre emitir um alerta e as pessoas agirem de acordo com ele? Como você projetaria um alerta melhor?
  3. Os cientistas tiveram sinais de alerta tanto no monte St. Helens quanto no Pinatubo. Compare o que foi feito em cada caso e os resultados. O que fez da evacuação do Pinatubo um modelo para outras crises vulcânicas?
  4. A data do último terremoto de Cascadia foi descoberta em parte em registros históricos japoneses. O que isso diz a você sobre como a ciência usa evidências de outras áreas e de outros países?
  5. O Pinatubo esfriou o planeta inteiro por cerca de dois anos. Alguns cientistas propuseram copiar esse efeito de propósito para compensar o aquecimento global. Que perguntas você gostaria de ver respondidas antes que alguém tentasse fazer isso?
  6. Se você morasse na costa do Oregon ou de Washington, o que gostaria de saber, e o que faria, sabendo que um tsunami de Cascadia poderia chegar poucos minutos depois do tremor?

Quiz Escolha uma resposta; a correção é automática

1.Ao longo da maior parte do Anel de Fogo, o que está acontecendo com as placas oceânicas do Pacífico?

2.Por que uma placa oceânica afunda sob um continente, e não o contrário?

3.O que faz a rocha acima de uma placa que afunda derreter?

4.Por que a maior parte da Califórnia tem grandes terremotos, mas nenhuma cadeia de vulcões ativos?

5.O que faz o terremoto de 22 de maio de 1960, no sul do Chile, se destacar?

6.O tsunami de 1960 matou cerca de 140 pessoas no Japão, a aproximadamente 17.000 km do Chile. Qual afirmação explica melhor como isso aconteceu?

7.Como a erupção do Pinatubo em 1991 esfriou o planeta?

8.Que lição o monte St. Helens e o Pinatubo têm em comum?

9.Como os cientistas descobriram a data exata do último grande terremoto de Cascadia?

10.Por que a falta de grandes terremotos em Cascadia em dois séculos de registros escritos preocupa os geólogos?

Resposta escrita

1. Desenhe e identifique as partes de um corte transversal de uma zona de subducção. Inclua a placa oceânica, a placa superior, a fossa, o manto, a profundidade em que a água é liberada, o arco vulcânico e a zona onde acontecem os grandes terremotos.

O que uma boa resposta inclui

Um modelo completo mostra a placa oceânica se curvando para baixo na fossa; o contato travado entre as placas perto da fossa como a fonte dos grandes terremotos; a água liberada pela placa que afunda a cerca de 100 km de profundidade; a fusão parcial no manto acima desse ponto; e o arco vulcânico na superfície, a cerca de 100 a 300 km terra adentro da fossa.

2. Usando evidências do episódio, explique por que um longo período de calma em uma zona de subducção não é sinal de segurança.

O que uma boa resposta inclui

As placas continuam convergindo (de 7 a 10 cm por ano ao redor do Pacífico) enquanto a falha entre elas permanece travada, então a tensão se acumula até ser liberada de uma só vez. A falha do Chile estava travada havia séculos antes de 1960 (sua última ruptura comparável foi em 1575); a última grande ruptura de Cascadia foi em 1700, e seu registro geológico mostra uma a cada cerca de 500 anos, em média, com mais frequência no sul.

3. Compare a erupção do monte St. Helens em 1980 com a erupção do Pinatubo em 1991: o que os cientistas observaram, o que as autoridades fizeram e qual foi o resultado.

O que uma boa resposta inclui

No St. Helens, dois meses de monitoramento levaram as autoridades a fechar a área; 57 pessoas morreram, um número que quase certamente teria sido muito maior sem os fechamentos. No Pinatubo, cientistas filipinos e do USGS reconheceram os sinais de alerta e convenceram as autoridades a evacuar mais de 60.000 pessoas antes da erupção de 15 de junho, a segunda maior do século XX. Mesmo assim, centenas de pessoas morreram, principalmente por desabamentos de telhados, fluxos de lama e doenças em acampamentos lotados, mas milhares foram salvas.

Para aprofundar Universidade e ensino médio avançado

Qual é a velocidade de um tsunami?

O comprimento de onda de um tsunami (centenas de quilômetros) é muito maior que a profundidade do oceano, então ele se comporta como uma onda de águas rasas, cuja velocidade depende apenas da profundidade da água, d: c = √(g·d), com g = 9,81 m/s².

ProblemaConsidere uma profundidade média do Pacífico de 4.000 m. Calcule a velocidade em m/s e em km/h. A distância por círculo máximo de Valdivia, no Chile, até Hilo, no Havaí, é de cerca de 10.700 km: preveja o tempo de viagem e compare-o com as 15 horas observadas.

Resolução comentada

c = √(9.81 × 4000) ≈ 198 m/s ≈ 713 km/h, perto da velocidade de um avião a jato de passageiros. 10.700 km ÷ 713 km/h ≈ 15 horas, o que coincide com a chegada observada. (As ondas reais seguem a profundidade do fundo do mar, e não um círculo máximo perfeito; por isso quem faz as previsões usa batimetria detalhada.)

O que significa um passo de magnitude

A escala de magnitude de momento é logarítmica: a energia irradiada por um terremoto aumenta por um fator de cerca de 101.5 ≈ 32 a cada passo inteiro.

ProblemaQuantas vezes mais energia o terremoto do Chile de 1960 (M9,5) liberou em comparação com o terremoto de Tōhoku de 2011 (M9,1)? E em comparação com o terremoto de Loma Prieta de 1989 (M6,9)?

Resolução comentada

101.5 × 0.4 ≈ 4 vezes a do terremoto de Tōhoku de 2011; 101.5 × 2.6 ≈ 7.900 vezes a do terremoto de Loma Prieta.

Por que os vulcões ficam onde ficam

Os vulcões de arco ficam acima do ponto onde a placa que afunda chega a cerca de 100 km de profundidade e libera sua água. Por isso, a distância deles até a fossa depende de quão inclinada a placa desce: distância horizontal ≈ profundidade ÷ tan(inclinação).

ProblemaEstime a distância da fossa até o arco para placas com inclinação de 30° e de 45°. O que você esperaria onde uma placa desce quase plana?

Resolução comentada

100 km ÷ tan 30° ≈ 173 km; 100 km ÷ tan 45° = 100 km. Inclinações menores colocam o arco mais terra adentro; por isso os arcos reais ficam a cerca de 100 a 300 km de suas fossas (o Cordón Caulle, que aparece no episódio, fica a cerca de 240 km). Onde a placa desce quase plana, ela só chega a 100 km de profundidade muito terra adentro, ou nunca chega, e o arco se apaga: os Andes têm lacunas vulcânicas acima dos segmentos de placa plana do centro do Peru e do centro do Chile e da Argentina.

O balanço de tensão de uma falha de subducção

A placa de Nazca converge com a América do Sul a cerca de 7 cm por ano. Sedimentos costeiros estudados por Cisternas e colegas (2005) mostram que terremotos do tamanho do de 1960 atingiram essa costa a cada cerca de 300 anos, em média, e que os terremotos menores de 1737 e 1837 deixaram no lugar grande parte da tensão acumulada.

ProblemaQuanta convergência se acumula em 123 anos (de 1837 a 1960)? E em 300 anos? Por que uma falha que já teve vários terremotos moderados ainda poderia estar acumulando tensão suficiente para um gigante?

Resolução comentada

Cerca de 8,6 m em 123 anos e cerca de 21 m em 300 anos. Terremotos moderados liberam apenas parte do déficit de deslizamento, então a tensão pode passar de um ciclo sísmico para o seguinte até que uma única ruptura libere a tensão acumulada ao longo de séculos.

Por que só algumas erupções mudam o clima

O dióxido de enxofre que fica na baixa atmosfera é removido pela chuva em questão de dias ou semanas. O enxofre que chega à estratosfera forma gotículas de sulfato que ficam suspensas por um a dois anos e refletem a luz do sol. A coluna do Pinatubo subiu cerca de 35 km, bem dentro da estratosfera. Hansen e colegas (1992) usaram um modelo climático para prever o resfriamento que veio depois.

ProblemaExplique por que a altura da coluna eruptiva e o teor de enxofre da erupção importam mais para o clima do que o volume de cinzas. Por que uma erupção nos trópicos afetaria os dois hemisférios?

Resolução comentada

As cinzas caem em questão de dias e semanas; as gotículas de sulfato na estratosfera persistem e refletem a luz do sol, mas só se a coluna levar o enxofre para acima dos fenômenos do tempo. Os ventos estratosféricos sobre os trópicos espalham a névoa pelos dois hemisférios, então uma erupção tropical como a do Pinatubo esfria o planeta inteiro.

Alinhamento com padrões curriculares

Next Generation Science Standards (NGSS, Estados Unidos)

MS-ESS2-2

Construir uma explicação baseada em evidências sobre como os processos geocientíficos mudaram a superfície da Terra em diferentes escalas de tempo e de espaço.

Neste episódio: A lenta convergência das placas em contraste com terremotos, afundamentos e erupções repentinos.

MS-ESS2-3

Analisar e interpretar dados sobre a distribuição de fósseis e rochas, as formas dos continentes e as estruturas do fundo do mar para fornecer evidências dos movimentos passados das placas.

Neste episódio: Fossas e arcos vulcânicos como evidências, no fundo do mar, do movimento das placas.

MS-ESS3-2

Analisar e interpretar dados sobre riscos naturais para prever futuros eventos catastróficos e orientar o desenvolvimento de tecnologias para mitigar seus efeitos.

Neste episódio: Alertas de tsunami, monitoramento de vulcões, a recorrência de Cascadia e suas sirenes e simulados.

HS-ESS2-1

Desenvolver um modelo para ilustrar como os processos internos e superficiais da Terra operam em diferentes escalas espaciais e temporais para formar as feições dos continentes e do fundo oceânico.

Neste episódio: O modelo da zona de subducção: fossa, falha travada, liberação de água, fusão e arco.

HS-ESS2-4

Usar um modelo para descrever como variações no fluxo de energia que entra e sai dos sistemas da Terra resultam em mudanças no clima.

Neste episódio: O sulfato estratosférico do Pinatubo e o resfriamento global de 1991 a 1993.

HS-ESS3-1

Construir uma explicação baseada em evidências sobre como a disponibilidade de recursos naturais, a ocorrência de riscos naturais e as mudanças no clima influenciaram a atividade humana.

Neste episódio: A costa afundada de Valdivia, a orla de Hilo, as evacuações e a preparação em Cascadia.

Advanced Placement (AP, Estados Unidos)

Disciplinas universitárias

Geologia física

Limites de placas; zonas de subducção; fossas e arcos vulcânicos; magmatismo de arco por fusão por fluxo; falhas transformantes

Riscos naturais

Terremotos de megaempurrão; geração e propagação de tsunamis; sistemas de alerta; paleossismologia e recorrência

Vulcanologia e clima

Monitoramento e previsão de erupções; gestão de crises vulcânicas; aerossóis estratosféricos e forçamento radiativo

Transcrição A narração em português, como nas legendas

0:00O Anel

Olhe para o oceano Pacífico do espaço e você pode traçar uma linha em volta de quase toda a bacia. Ela desce do Alasca, passa pelo Japão e pelas Filipinas, segue além da Nova Zelândia e sobe de volta pelas costas do Chile, do México e do noroeste do Pacífico. Juntas, elas formam uma ferradura com cerca de 40.000 quilômetros de comprimento.

0:20Ao longo dessa linha ficam a maioria dos vulcões ativos do mundo, cerca de três quartos pelas estimativas mais comuns, e cerca de 90% dos seus terremotos. Os geólogos o chamam de Anel de Fogo.

0:32Neste episódio, vamos descobrir por que o Anel existe e o que ele já provocou. Vamos ver o maior terremoto já medido, que aconteceu no Anel, e a erupção que esfriou o planeta inteiro. Depois vamos visitar um trecho dele que está calmo por enquanto, mas longe de ter terminado.

0:53Por que um anel?

A explicação começa com a tectônica de placas. O fundo do Pacífico é em sua maior parte uma enorme laje, a placa do Pacífico, com placas menores nas bordas, como as de Nazca, Cocos, Juan de Fuca e do Mar das Filipinas. Quase todas são cobertas por crosta oceânica, feita em grande parte de uma rocha vulcânica escura chamada basalto, mais densa que a rocha dos continentes.

1:17Quando uma placa oceânica densa encontra um continente, ou uma placa oceânica mais jovem e mais leve, ela se curva e desliza por baixo dele, de volta para o manto. Os geólogos chamam esse processo de subducção. Na costa do Chile, por exemplo, a placa de Nazca está afundando sob a América do Sul a cerca de 7 centímetros por ano.

1:37Onde uma placa se curva para baixo, o fundo do mar afunda numa fossa longa e profunda. As águas mais profundas da Terra, na fossa das Marianas, chegam a cerca de 11 quilômetros de profundidade, e se formaram exatamente dessa maneira. Nesse sentido, o Anel de Fogo é na verdade um anel de fossas.

1:54O fogo vem da água. A placa que afunda leva consigo água do mar, presa em seus minerais. A cerca de 100 quilômetros de profundidade, essa água é liberada na rocha quente acima, e baixa o ponto de fusão da rocha. Parte da rocha derrete, a rocha derretida sobe e uma cadeia de vulcões cresce a cerca de 100 a 300 quilômetros atrás da fossa.

2:18Cada arco do Anel é formado pelo mesmo processo: uma fossa no mar, onde o fundo oceânico desce, e uma linha de vulcões atrás dela, onde a rocha derretida chega à superfície. Entre elas, os terremotos são comuns, porque as duas placas não deslizam suavemente uma pela outra. Elas travam, acumulam tensão por décadas ou séculos, e então deslizam de uma só vez.

2:41A exceção mais conhecida é a Califórnia. Do golfo da Califórnia, rumo ao norte, até o cabo Mendocino, as placas deslizam lateralmente uma pela outra, no sistema da falha de San Andreas, em vez de uma afundar sob a outra. É por isso que esse trecho da costa tem grandes terremotos, mas nenhum arco vulcânico. Ao norte do cabo Mendocino, a subducção recomeça, e os vulcões também, como o monte Shasta e o pico Lassen. Nosso episódio sobre o terremoto de Loma Prieta conta a história da falha de San Andreas.

3:151960

Sul do Chile, 22 de maio de 1960, pouco depois das três da tarde. A placa de Nazca estava travada contra a América do Sul havia séculos, e naquela tarde a falha entre elas cedeu.

3:31A ruptura se estendeu ao longo da costa por cerca de 1.000 quilômetros, de pouco ao sul de Concepción, passando por Valdivia e pela ilha de Chiloé, quase até a península de Taitao. Segundo muitos relatos, o tremor durou cerca de dez minutos. Sismógrafos do mundo inteiro o registraram. Sua magnitude, calculada depois em 9,5, faz dele o maior terremoto já medido.

3:55Em Valdivia, o próprio chão se moveu. Em partes da costa, a terra afundou 2 metros ou mais, e o mar avançou para ficar, transformando as lavouras ao longo dos rios em pântanos.

4:08Depois veio o tsunami. No mar, o fundo havia dado um salto para cima, erguendo toda a coluna de água acima dele. Em poucos minutos, o mar invadiu a costa chilena, e em um lugar chegou a 25 metros acima do nível do mar.

4:24A onda não parou por aí. Em mar aberto, um tsunami viaja quase tão rápido quanto um avião a jato de passageiros. Quinze horas depois do terremoto, ele chegou ao Havaí, e 22 horas depois, ao Japão, a cerca de 17.000 quilômetros do Chile.

4:39Em Hilo, na ilha do Havaí, as sirenes de alerta tinham tocado horas antes de a onda chegar, mas muita gente desceu até a orla para ver. A terceira onda chegou com cerca de 35 pés, e 61 pessoas morreram.

4:55O Japão não teve nenhum aviso, e lá a onda matou cerca de 140 pessoas. No total, o terremoto e seu tsunami mataram cerca de 1.600 pessoas ou mais no Chile, pelas estimativas, e mais de 200 em outros pontos do Pacífico.

5:10O Anel então mostrou a outra metade da sua natureza. Trinta e oito horas depois do terremoto, o Cordón Caulle, um vulcão nos Andes, entrou em erupção, muito provavelmente porque o tremor havia perturbado o sistema de magma sob ele. Em dois dias, o sul do Chile tinha visto o processo inteiro em ação: a fossa, o terremoto e o vulcão.

5:32Os vulcões

Isso nos leva aos próprios vulcões. Vinte anos depois do terremoto chileno, o Anel entrou em erupção nos 48 estados contíguos dos Estados Unidos.

5:43Em 18 de maio de 1980, às 8:32 da manhã, um terremoto de magnitude 5,1 sacudiu o monte St. Helens, no estado de Washington. Toda a face norte da montanha deslizou, no maior deslizamento de terra já registrado, e o vulcão atrás dela explodiu para o lado.

6:01A explosão derrubou florestas a até 17 milhas de distância, cinzas caíram em 11 estados e a montanha perdeu 1.300 pés do seu cume. Cinquenta e sete pessoas morreram. Entre elas estava um geólogo, David Johnston, que observava de uma crista a cerca de 6 milhas. Suas últimas palavras no rádio foram: Vancouver, Vancouver, é agora.

6:25Os cientistas vinham observando a montanha havia dois meses, e as autoridades tinham fechado a área ao redor. Sem esses fechamentos, o número de mortos quase certamente teria sido muito maior. A lição vale para o Anel inteiro: os vulcões costumam dar sinais de alerta, se houver alguém lá para lê-los.

6:42Onze anos depois, essa lição salvou milhares de vidas. O monte Pinatubo, nas Filipinas, estava calmo havia cerca de 500 anos quando, na primavera de 1991, começou a despertar.

6:56Cientistas das Filipinas e do Serviço Geológico dos Estados Unidos reconheceram os sinais de alerta e convenceram as autoridades a evacuar. Em 15 de junho, o Pinatubo produziu a segunda maior erupção do século vinte, com uma coluna de cinzas que subiu 35 quilômetros até a estratosfera.

7:16Centenas de pessoas morreram quando as cinzas encharcadas de chuva derrubaram seus telhados, e centenas de outras nos meses seguintes, por fluxos de lama e por doenças em campos de evacuação lotados. Ainda assim, mais de 60.000 pessoas tinham sido retiradas do perigo a tempo, e a evacuação ainda é estudada como modelo de como lidar com uma crise vulcânica.

7:38O Pinatubo também afetou o planeta inteiro. Ele lançou cerca de 20 milhões de toneladas de dióxido de enxofre na estratosfera, onde formou uma névoa fina de gotículas que se espalhou ao redor da Terra e refletiu a luz do sol de volta para o espaço. Nos dois anos seguintes, a temperatura média do planeta caiu cerca de meio grau Celsius.

7:58O próximo

Agora pense no trecho do Anel entre o norte da Califórnia e a ilha de Vancouver, conhecido como zona de subducção de Cascadia. Como o resto do Anel, ele tem uma zona de subducção no mar, com a fossa enterrada sob sedimentos, e uma linha de vulcões terra adentro. Mesmo assim, em dois séculos de registros escritos, ele não produziu nenhum grande terremoto. Esse silêncio é exatamente o que preocupa os geólogos.

8:23Por muito tempo, ninguém sabia que Cascadia podia produzir um grande terremoto. Então, nos anos 1980, geólogos encontraram florestas fantasmas na costa de Washington: grupos de cedros mortos quando a terra afundou de repente e a água salgada chegou às suas raízes. Os anéis das árvores depois dataram sua morte do inverno de 1699 para 1700.

8:46A prova decisiva veio do outro lado do oceano. Registros japoneses descrevem um tsunami que chegou na noite de 27 de janeiro de 1700, embora nenhum terremoto tivesse sido sentido no Japão. Os cientistas o chamam de tsunami órfão. Calculando de trás para frente o tempo de viagem, os cientistas o atribuíram a um terremoto de magnitude 9 na costa de Cascadia, por volta das nove da noite de 26 de janeiro.

9:12Esse terremoto aconteceu há mais de três séculos. O registro geológico mostra que os grandes terremotos de Cascadia se repetem de forma irregular: em média a cada cerca de 500 anos ao longo de toda a sua extensão, e com mais frequência no sul. O próximo vai sacudir Seattle, Portland e Vancouver, e seu tsunami vai chegar a partes da costa em apenas 15 minutos. É por isso que a região faz simulados de terremoto, e por isso há sirenes de tsunami ao longo da costa do Oregon.

9:43Ainda em movimento

O Anel de Fogo nunca fica calmo por muito tempo. Centenas de vulcões ativos se erguem ao longo dele. Só o Japão sente cerca de 2.000 terremotos em um ano típico, e a placa do Pacífico continua se movendo, de 7 a 10 centímetros por ano, em direção às fossas das suas bordas norte e oeste.

10:01Então, três coisas para lembrar. Primeiro, o Anel de Fogo marca os lugares onde as placas oceânicas do Pacífico afundam sob suas vizinhas, nas fossas profundas ao redor da sua borda. Segundo, esse afundamento causa a maioria dos grandes terremotos do mundo, incluindo o maior já medido, no Chile em 1960. E terceiro, a água que essas placas levam para baixo faz a rocha acima delas derreter, e isso forma os vulcões que contornam o Pacífico.

10:29Ao longo de quase todos esses 40.000 quilômetros, o fundo do Pacífico está afundando lentamente de volta para dentro da Terra, e o Anel vai continuar transformando as terras ao seu redor. Obrigado por assistir ao Earth Explained. Inscreva-se para a próxima história e assista ao planeta ao vivo, a qualquer hora, no EarthWatch 24-7.

Fontes

  1. U.S. Geological Survey. M 9.5 – 1960 Great Chilean Earthquake (Valdivia Earthquake). Earthquake Hazards Program event page. earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/official19600522191120_30/executiveUsada para: Magnitude, data e ruptura de 1960
  2. Cisternas, M., Atwater, B. F., et al. (2005). Predecessors of the giant 1960 Chile earthquake. Nature, 437, 404–407. doi.org/10.1038/nature03943Usada para: Recorrência de terremotos do tamanho do de 1960; 1737 e 1837
  3. NOAA National Centers for Environmental Information. Global Historical Tsunami Database. www.ncei.noaa.gov/products/natural-hazards/tsunamis-earthquakes-volcanoes/tsunamisUsada para: Tempos de viagem, alturas e mortes do tsunami de 1960
  4. U.S. Geological Survey. Mount St. Helens. Volcano Hazards Program. www.usgs.gov/volcanoes/mount-st.-helensUsada para: Erupção de 18 de maio de 1980
  5. Newhall, C., Hendley, J. W., II, & Stauffer, P. H. (1997). The cataclysmic 1991 eruption of Mount Pinatubo, Philippines. U.S. Geological Survey Fact Sheet 113-97. pubs.usgs.gov/fs/1997/fs113-97Usada para: Erupção, evacuação e vítimas do Pinatubo
  6. Self, S., Zhao, J.-X., Holasek, R. E., Torres, R. C., & King, A. J. (1996). The atmospheric impact of the 1991 Mount Pinatubo eruption. In C. G. Newhall & R. S. Punongbayan (Eds.), Fire and Mud: Eruptions and Lahars of Mount Pinatubo, Philippines. PHIVOLCS and University of Washington Press. pubs.usgs.gov/pinatubo/selfUsada para: Dióxido de enxofre e resfriamento global
  7. Hansen, J., Lacis, A., Ruedy, R., & Sato, M. (1992). Potential climate impact of Mount Pinatubo eruption. Geophysical Research Letters, 19(2), 215–218. doi.org/10.1029/91GL02788Usada para: O resfriamento previsto
  8. Atwater, B. F., Musumi-Rokkaku, S., Satake, K., Tsuji, Y., Ueda, K., & Yamaguchi, D. K. (2005). The Orphan Tsunami of 1700: Japanese Clues to a Parent Earthquake in North America. U.S. Geological Survey Professional Paper 1707. pubs.usgs.gov/pp/pp1707Usada para: Florestas fantasmas, o tsunami de 1700 e sua data
  9. Goldfinger, C., et al. (2012). Turbidite event history: Methods and implications for Holocene paleoseismicity of the Cascadia subduction zone. U.S. Geological Survey Professional Paper 1661-F. pubs.usgs.gov/pp/pp1661fUsada para: Recorrência e probabilidades em Cascadia
  10. Smithsonian Institution Global Volcanism Program. Puyehue-Cordón Caulle. volcano.si.edu/volcano.cfm?vn=357150Usada para: A erupção de 1960
  11. U.S. Geological Survey. Earthquake Magnitude, Energy Release, and Shaking Intensity. www.usgs.gov/programs/earthquake-hazards/earthquake-magnitude-energy-release-and-shaking-intensityUsada para: Magnitude e energia
  12. Kious, W. J., & Tilling, R. I. (1996). This Dynamic Earth: The Story of Plate Tectonics. U.S. Geological Survey. pubs.usgs.gov/gip/dynamic/dynamic.htmlUsada para: Contexto sobre a tectônica de placas

Imagens do episódio: USGS, NOAA e NASA (domínio público), com mapas da NASA/USGS Landsat via NASA GIBS; animações da EarthWatch 24-7. Créditos completos: earthwatch247.com/credits.html.

Cite esta aula

EarthWatch 24-7. (2026). O Anel de Fogo: Por que o Pacífico é cercado por terremotos e vulcões [Aula em vídeo]. Earth Explained, episódio 3. https://earthwatch247.com/learn/ring-of-fire/pt/

Gabarito

  1. C. Isso é a subducção: a densa placa oceânica se curva para baixo em uma fossa e afunda no manto.
  2. A. A crosta oceânica é de basalto, mais denso que a rocha continental, então é ela a placa que afunda.
  3. D. A cerca de 100 km de profundidade, a placa que afunda libera água, que baixa o ponto de fusão da rocha quente do manto acima dela (fusão por fluxo).
  4. B. O sistema da falha de San Andreas é um limite transformante: nenhuma placa afunda, então nenhuma água é levada para baixo e nenhum arco vulcânico se forma.
  5. A. Sua magnitude, 9,5, é a maior já medida; a ruptura teve cerca de 1.000 km de comprimento.
  6. C. A onda atravessou o Pacífico em cerca de 22 horas, e o Japão não teve nenhum aviso.
  7. B. O enxofre chegou à estratosfera, formou gotículas de sulfato e refletiu a luz do sol; a temperatura média global caiu cerca de meio grau Celsius ao longo de dois anos.
  8. D. Tanto os fechamentos no St. Helens quanto a evacuação de mais de 60.000 pessoas no Pinatubo vieram depois dos sinais de alerta que os cientistas reconheceram.
  9. C. Os anéis das árvores dataram as florestas fantasmas do inverno de 1699–1700; os registros japoneses do tsunami de 27 de janeiro de 1700 situaram o terremoto por volta das 9 da noite de 26 de janeiro.
  10. A. Uma falha de subducção travada acumula tensão em silêncio; a última ruptura foi há mais de três séculos.

Resposta escrita

  1. Um modelo completo mostra a placa oceânica se curvando para baixo na fossa; o contato travado entre as placas perto da fossa como a fonte dos grandes terremotos; a água liberada pela placa que afunda a cerca de 100 km de profundidade; a fusão parcial no manto acima desse ponto; e o arco vulcânico na superfície, a cerca de 100 a 300 km terra adentro da fossa.
  2. As placas continuam convergindo (de 7 a 10 cm por ano ao redor do Pacífico) enquanto a falha entre elas permanece travada, então a tensão se acumula até ser liberada de uma só vez. A falha do Chile estava travada havia séculos antes de 1960 (sua última ruptura comparável foi em 1575); a última grande ruptura de Cascadia foi em 1700, e seu registro geológico mostra uma a cada cerca de 500 anos, em média, com mais frequência no sul.
  3. No St. Helens, dois meses de monitoramento levaram as autoridades a fechar a área; 57 pessoas morreram, um número que quase certamente teria sido muito maior sem os fechamentos. No Pinatubo, cientistas filipinos e do USGS reconheceram os sinais de alerta e convenceram as autoridades a evacuar mais de 60.000 pessoas antes da erupção de 15 de junho, a segunda maior do século XX. Mesmo assim, centenas de pessoas morreram, principalmente por desabamentos de telhados, fluxos de lama e doenças em acampamentos lotados, mas milhares foram salvas.

Para aprofundar

  1. Qual é a velocidade de um tsunami?: c = √(9.81 × 4000) ≈ 198 m/s ≈ 713 km/h, perto da velocidade de um avião a jato de passageiros. 10.700 km ÷ 713 km/h ≈ 15 horas, o que coincide com a chegada observada. (As ondas reais seguem a profundidade do fundo do mar, e não um círculo máximo perfeito; por isso quem faz as previsões usa batimetria detalhada.)
  2. O que significa um passo de magnitude: 101.5 × 0.4 ≈ 4 vezes a do terremoto de Tōhoku de 2011; 101.5 × 2.6 ≈ 7.900 vezes a do terremoto de Loma Prieta.
  3. Por que os vulcões ficam onde ficam: 100 km ÷ tan 30° ≈ 173 km; 100 km ÷ tan 45° = 100 km. Inclinações menores colocam o arco mais terra adentro; por isso os arcos reais ficam a cerca de 100 a 300 km de suas fossas (o Cordón Caulle, que aparece no episódio, fica a cerca de 240 km). Onde a placa desce quase plana, ela só chega a 100 km de profundidade muito terra adentro, ou nunca chega, e o arco se apaga: os Andes têm lacunas vulcânicas acima dos segmentos de placa plana do centro do Peru e do centro do Chile e da Argentina.
  4. O balanço de tensão de uma falha de subducção: Cerca de 8,6 m em 123 anos e cerca de 21 m em 300 anos. Terremotos moderados liberam apenas parte do déficit de deslizamento, então a tensão pode passar de um ciclo sísmico para o seguinte até que uma única ruptura libere a tensão acumulada ao longo de séculos.
  5. Por que só algumas erupções mudam o clima: As cinzas caem em questão de dias e semanas; as gotículas de sulfato na estratosfera persistem e refletem a luz do sol, mas só se a coluna levar o enxofre para acima dos fenômenos do tempo. Os ventos estratosféricos sobre os trópicos espalham a névoa pelos dois hemisférios, então uma erupção tropical como a do Pinatubo esfria o planeta inteiro.