As fumarolas constituem emanações de vapor de água e de gases que se formam através de aberturas na superfície da crosta da Terra e estão normalmente presentes em zonas com vulcanismo activo, normalmente em períodos entre erupções vulcânicas.São comuns nos flancos dos vulcões, bem como em crateras e caldeiras. Todas as fumarolas exigem tanto calor e uma fonte de gás ou água. Podem ocorrer ao longo de pequenas fissuras, formando alinhamentos, ou em zonas de fractura, tais como caixas de falha, onde formam por vezes extensos campos de fumarolas em áreas onde uma fonte de calor superficial vulcânica é sobreposta por uma rocha permeável.
Nas zonas onde ocorrem rochas ígneas quentes, onde o nível freático aproxima-se da superfície ou em zonas de desgasificação das formações, onde o magma subjacente está a libertar gases como dióxido de carbono, constituem-se áreas de concentração de nascentes (ou fontes) termais ou outras manifestações geotérmicas, como géiseres, "mudpots", terraços de sílica, etc. Só se o vapor atinge a superfície é que ocorre a fumarola. Podem ocorrer situações em que dá-se a emissão de água quente durante a estação chuvosa e de fumarolas na seca, quando há menos água subterrânea para condensar o vapor. As fontes termais são mais comuns que os outros tipos de manifestação geotérmica.
Quanto às emissões, a maior fonte de vapor de água é a água subterrânea aquecida por magma relativamente próximo à superfície. Além do vapor de água e do dióxido de carbono (CO2), emitem gases como dióxido de enxofre (SO2), ácido hidroclórico (HCl) e sulfureto de hidrogénio (HS), provenientes directamente do magma. Uma fumarola rica em gases sulfurosos diz-se “sulfatara”. Alguns geólogos utilizam os termos “fumarola” e “solfatara” indiscriminadamente, independentemente do seu teor de enxofre, utilizando o termo “mofeta” os casos em que a libertação de gases é rica em CO2.
A saída dos gases pode ser agressiva e dá-se a temperaturas variáveis, podendo atingir facilmente os 95º C à superfície e 130º C a apenas meio metro de profundidade. Esses gases são constituídos quase na totalidade por CO2 (95%), seguindo-se H2S (gás sulfídrico 3%), hidrogénio (H2) azoto (N2) e metano (CH4), em percentagens muito baixas (Foto 1 e 2). Em consequência das desgasificações sobreaquecidas e quimicamente agressivas, as rochas circundantes alteram-se para materiais argilosos, associados a minerais secundários, tais como o enxofre em massas e em cristais (cor amarela), óxidos de ferro (avermelhados) e ainda os óxidos de alumínio (esbranquiçados), alguns destes materiais com propriedades terapêuticas.
Exemplo das Furnas do Enxofre, ilha Terceira
As Furnas do Enxofre situam-se na freguesia do Porto Judeu, no Concelho de Angra do Heroísmo, ilha Terceira.
Em consequência das desgaseificações sobreaquecidas e quimicamente agressivas, as rochas circundantes alteraram-se (e alteram-se) em materiais argilosos, associados a minerais secundários, tais como o enxofre em massas e em cristais (de cor amarela), óxidos de ferro (de cor avermelhada), óxidos de alumínio (de cor esbranquiçada).
Geologicamente o campo fumarólico localiza-se no setor sul do vulcão do Pico Alto, um dos mais recentes e majestosos da ilha. Petrologicamente, é constituído por rochas traquíticas (com mais sílica do que o basalto). Distribuído entre os 583 e os 620 metros de altitude, apresenta um clima húmido, com valores anuais de precipitação superiores a 2000mm. Dadas essas características, e à presença de solos pouco permeáveis, a zona tem tendência ao encharcamento.
Trata-se de uma área de 64.746 metros2, onde se observam fumarolas vulcânicas e onde se encontram espécies, habitats e ecossistemas protegidos, cuja presença e distribuição são condicionadas pelas condições físico-químicas existentes. Integram o Sítio Ramsar – Planalto Central da Terceira.
As suas características únicas tornam as Furnas do Enxofre num dos espaços naturais privilegiados da região, com forte potencial de atração de visitantes, justificando-se, por isso, a sua proteção e salvaguarda como área protegida (Decreto Legislativo Regional n.º 10/2004/A). São efetivamente umas das mais interessantes manifestações vulcanológicas do arquipélago açoriano, com fenómenos únicos como, por exemplo, a formação de cristais de enxofre.
É rara a formação de cristais a partir de um gás ou de uma mistura gasosa. O sulfureto de hidrogénio (gasoso), H2S, reage com dióxido de enxofre, SO2 (também gasoso), e origina enxofre elementar e água. Por outro lado, os átomos dos elementos dissociados agrupam-se lentamente quando se dá o arrefecimento das fumarolas e vapores carregados de enxofre, até se formar um sólido com uma estrutura cristalina bem definida.
Foto 1: Emanações de CO2, furnas do Enxofre, ilha Terceira.
Foto 2: Detalhe de emanações gasosas, furnas do Enxofre na ilha Terceira.
A intensidade dos gases libertados e a sua visibilidade variam consoante o estado de recarga dos aquíferos, da humidade relativa do ar (que pode tornar o vapor emitido bem mais espesso) entre muitos outros factores, pode variar a intensidade dos gases libertados e a sua visibilidade. Ocorrem por vezes grandes variações diárias e sazonais no funcionamento das fumarolas, não querendo dizer contudo que haja alterações no vulcanismo do local.
Foto 3: Furnas do Enxofre, zona central da ilha Terceira.
Foto 3: Emanações de CO2 e SO2. Furnas do Enxofre, zona central da ilha Terceira.
Outros tipos de emanações geotérmicas
As nascentes em ebulição ou alcalinas advêm de águas geotérmicas profundas que atingem a superfície. São claras e depositam sílica dissolvida à medida que arrefecem (sinter). Este material rígido branco-cinza pode ser composto de carbonato de cálcio em algumas localizações.
No que concerne aos géisers, estes formam-se quando a água subterrânea sobreaquecida e sob grande pressão hidrostática sobe através de uma crosta muito fina até a superfície, permitindo-lhe formar vapor super-aquecido forçando a água a subir acima da superfície. Os géisers são distintos das nascentes termais e das fumarolas devido aos seus sistemas especializados, enquanto a diferença entre uma nascente termal e uma fumarola refere-se simplesmente á temperatura. Se a fonte de calor não é suficiente forte para ferver a água, surge uma fonte termal.
Num "mudpot" a água é ácida, dissolvendo as rochas circundantes e misturando-as com a água. Cria-se um banho de lama, em que as bolhas de gases escapam por baixo da crosta. O calor e o gás advêm do magma ou de massas de rochas vulcânicas recém-expulsas e também da água proveniente da precipitação, que se infiltra no solo
Um campo geotérmico é criado na presença de água, calor e acesso rápido da água geotérmica à superfície. A água fria da chuva passa através de fissuras nas rochas em direcção a uma fonte de calor geotérmico, aquecendo à medida que desce. Em seguida, sobe rapidamente para a superfície na forma de géisers, fumarolas ou fontes termais.
Exemplos nos Açores
- Fumarolas das Furnas, na ilha de São Miguel, associadas a geysers e a nascentes termais; - Fumarolas da Lagoa das Furnas, muito conhecidas por serem utilizadas como local de confecção de refeições (o cozido das Furnas); - Fumarolas do Fogo da Ribeira Quente, sitas na zona urbana da freguesia da Ribeira Quente, sendo comuns ao longo das sarjetas da rua do Fogo; - Fumarolas da Caldeira Velha, na Ribeira Grande; - Fumarolas da Ribeira Seca, na zona urbana da freguesia da Ribeira Seca, já obrigaram ao abandono de várias habitações por introduzirem gases tóxicos nas condutas de esgoto; - Furnas do Enxofre, na parte central da Terceira; - Furna do Enxofre, Graciosa. Situadas no interior da grande gruta da Furna do Enxofre, mantém uma cavidade repleta de lama em ebulição e libertam monóxido de carbono que já causou a morte a alguns visitantes; - Fumarolas das Velas, fumarolas submarinas no interior da baía de Velas (junto ao Cais da Queimada), ilha de São Jorge, por vezes visíveis pelo borbulhamento à superfície; - Fumarolas do Piquinho, fumarolas sitas no topo do Pico da ilha do Pico, a cerca de 2350 m de altitude acima do mar. Por vezes vê-se desde a cidade da Horta o ténue vapor que libertam.
Funções
Uma primeira função destes ecossistemas refere-se ao suporte da biodiversidade específica destes locais que se encontra adaptada a condições extremas (comunidades de organismos extremófilos).
Os sistemas hidrotermais são habitats únicos na Terra pois desafiam as condições à vida e representam análogos prospectivos das condições habitáveis em Marte.
As emanações gasosas podem ser prejudiciais para o ambiente circundante a curto termo, mas longo termo poderão ser úteis, na medida em que aumentam o conteúdo em minerais do solo, bem como a sua fertilidade. A fertilidade do solo nos Açores reflecte-se na qualidade da actividade agrícola e nas suas paisagens luxuriantes.
Quanto às vantagens em termos sociais, de referir que o vulcanismo das furnas gera locais atractivos com as suas caldeiras, fumarolas, lagoas e riqueza florística. A atracção deste local é evidenciada pelo facto de gerar turismo e como tal benefícios económicos para a população residente. Além do turismo, referir as questões culturais como o conhecido cozido das Furnas na ilha de São Miguel. Este tipo de paisagem sempre atraiu e continuará a atrair turistas e vulcanologistas.
Finalmente referir o usufruto social das águas termais, onde ocorrem emissões de enxofre em massas e em cristais (cor amarela), óxidos de ferro (avermelhados) e ainda os óxidos de alumínio (esbranquiçados), sendo que alguns destes compostos têm propriedades terapêuticas reconhecidas.
Classificação
Caracterização Biológica
Dadas as características em termos de temperatura extrema à superfície, nos canais de escoamento de água e sob o solo, graças à humidade, e devido à presença de solos pouco permeáveis, a maior parte das zonas de fumarolas nos Açores tem tendência ao encharcamento, constituindo um habitat muito exigente à vida que nelas habita.
As características da temperatura e a concentração dos gases vulcânicos condicionam também a distribuição da vegetação, que apresenta uma zonação relativamente aos focos das fumarolas. A vida das plantas altera-se para se adaptar a estas condições térmicas. Muitas plantas não podem tolerar este ambiente extremo, mas alguns organismos conseguem mesmo assim prosperar neste ambiente. A maior parte destes organismos só podem ser vistos sob um microscópio individualmente, mas em colónia formam um objecto visível. Referimo-nos às comunidades bacterianas.
Junto às fumarolas, o solo é demasiadamente quente para permitir a cobertura vegetal. Nas suas vizinhanças surgem comunidades de musgos associadas às maiores concentrações de gases, que estão normalmente cobertas por algas.
Segue-se uma zona dominada por várias espécies de Sphagnum ou Nardia sclalaris, uma hepática folhosa, especialmente nas superfícies mais declivosas. Esta área é extremamente diversificada em comunidades de musgos e hepáticas, algumas raras e registadas na "Lista Vermelha dos Briófitos da Europa”.
A maiores distâncias das fumarolas desenvolve-se uma zona de Calluna vulgaris (rapa) com exemplares de Vaccinium cylindraceum (uva-da-serra) e uma zona de herbáceas (pastagem). Nas outras áreas sem emissão de gases vulcânicos a vegetação inclui as espécies encontradas nas turfeiras em áreas mais baixas, ou da laurissilva dos Açores, nas zonas mais altas e expostas.
Estado de Conservação e Ameaças
Dadas as condições adversas deste tipo de ecossistema e os perigos associados à sua hipotética infra-estruturação, ou usufruto social que não para os fins apresentados, não ocorrem muitas ameaças directas nestes locais, contudo os locais circundantes quando transformados em pastagens, poderão, por via do excesso de utilização de fertilizantes químicos, produzir alterações químicas nas águas subterrâneas com eventuais consequências para as comunidades biológicas aí existentes. O depósito de resíduos sólidos urbanos no interior ou imediações das furnas pode acarretar riscos para as comunidades aí existentes bem como para o Homem.
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