Lava: Formação, Geologia e Variedades
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Lava: Da fusão do manto à rocha vulcânica
Lava é magma que alcança a superfície da Terra, perde calor e gases e se torna rocha vulcânica. Sua forma final depende de como a fusão foi gerada, onde irrompeu, quanto de sílica e gás carregava e se esfriou no ar, sob a água, sob uma crosta ou como fragmentos no ar.
O que conta como lava?
Lava é rocha fundida ou parcialmente fundida que irrompe na superfície. Enquanto ainda está abaixo da superfície, é chamada de magma; uma vez que emerge de uma chaminé, fissura ou fratura, torna-se lava e começa a esfriar formando rocha ígnea extrusiva.
O resfriamento rápido confere à lava suas texturas características finas, vítreas ou porosas. Basalto denso, escória vesicular, pumice pálida, obsidiana brilhante, rocha de domo blocada e lava submarina em almofadas arredondadas podem ser todos produtos vulcânicos, embora pareçam dramaticamente diferentes. Suas diferenças vêm da química da fusão, conteúdo gasoso, temperatura, viscosidade, conteúdo cristalino e ambiente de resfriamento.
Fluxo de lava
Um corpo coerente de rocha fundida movendo-se pela superfície. Fluxos basálticos podem viajar longas distâncias; fluxos ricos em sílica geralmente são curtos, espessos e com lados íngremes.
Fragmento de lava
Um pedaço de lava lançado, espirrado, rasgado ou quebrado de um fluxo. Bombas, respingos, cinzas e escórias preservam o movimento e o conteúdo gasoso da erupção.
Vidro de lava
Uma fusão resfriada rapidamente demais para que cristais cresçam. Obsidiana e taquílito são importantes materiais vulcânicos vítreos.
Como o magma se forma
O magma se forma quando as condições permitem que a rocha sólida funda parcialmente. Os três principais caminhos são descompressão, adição de voláteis e transferência de calor.
Fusão por descompressão
O manto quente sobe e a pressão cai mais rápido do que o material esfria. Isso permite a fusão parcial sem necessidade de grande aumento de temperatura. A fusão por descompressão alimenta dorsais meso-oceânicas, riftes continentais e muitos sistemas de hotspot, produzindo comumente magma basáltico.
Fusão por fluxo
Água e outros voláteis liberados de uma placa em subducção reduzem o ponto de fusão do cume do manto sobrejacente. Esse processo é central para arcos vulcânicos, onde magmas andesíticos e dacíticos são comuns.
Fusão por transferência de calor
Magma máfico quente intrude a crosta mais fria e transfere calor para ela. Em ambientes continentais, isso pode ajudar a gerar fusões ricas em sílica, incluindo magma riolítico associado a caldeiras, domos e sistemas contendo obsidiana.
Como o magma evolui antes da erupção
Após o início da fusão, o magma pode mudar por cristalização fracionada, assimilação da rocha circundante, mistura de magma, perda de voláteis e armazenamento em reservatórios crustais. Esses processos ajudam a explicar por que uma província vulcânica pode erupcionar basalto, andesito, dacito e riolito em diferentes momentos.
Ambientes tectônicos
A composição da lava e o estilo de erupção estão fortemente ligados ao ambiente tectônico. Cada ambiente fornece um equilíbrio diferente de calor, pressão, água, interação com a crosta e armazenamento do magma.
| Ambiente | Processo de fusão | Produtos típicos de lava | Expressão geológica |
|---|---|---|---|
| Dorsais meso-oceânicas | Fusão por descompressão do manto ascendente. | Basalto toleítico, lava em travesseiro, fluxos em lâmina, diques. | Criação da crosta oceânica e cristas vulcânicas submarinas. |
| Zonas de subducção | Fusão por fluxo a partir de água e voláteis derivados da placa. | Basalto, andesito, dacito, riolito, domos, fluxos blocados. | Arcos insulares, arcos continentais, estratovulcões e centros explosivos. |
| Hotspots | Fusão por descompressão em plumas do manto ou anomalias térmicas duradouras. | Escudos basálticos, basaltos alcalinos, tubos de lava, pāhoehoe, ʻaʻā. | Ilhas oceânicas, vulcões escudo e longas cadeias vulcânicas. |
| Riftes continentais | Extensão, descompressão e transferência de calor da crosta. | Basaltos a riolitos, fluxos de obsidiana, domos e lavas alcalinas. | Vales de rifte, sistemas de fissuras, campos vulcânicos e complexos de caldeiras. |
| Grandes províncias ígneas | Fusão do manto em alto volume e erupção por fissura. | Bacias de basaltos de inundação, sequências espessas de fluxo, planaltos de lava. | Planalto vulcânico em camadas e amplas províncias basálticas. |
Química, temperatura e viscosidade
O conteúdo de sílica é um dos controles mais fortes no comportamento da lava. Lava basáltica com baixo teor de sílica é mais quente e mais fluida; lava riolítica com alto teor de sílica é mais fria, pegajosa e mais propensa a prender gás ou se solidificar em vidro.
| Tipo de lava | SiO típica2 | Temperatura típica de erupção | Viscosidade relativa | Produtos comuns |
|---|---|---|---|---|
| Basáltica | Cerca de 45-52% em peso | Cerca de 1100-1250 °C | Baixo | Pāhoehoe, ʻaʻā, tubos de lava, fluxos em lâmina, lava em travesseiro, escória. |
| Andesítica | Cerca de 52-63% em peso | Cerca de 900-1100 °C | Médio | Fluxos blocados, lavas de cone composto, respingos, brechas. |
| Dacítica | Cerca de 63-69% em peso | Cerca de 800-950 °C | Alta | Fluxos curtos e espessos, domos, espinhos, margens pumíceas. |
| Riolítica | Maior que cerca de 69% em peso | Cerca de 650-850 °C | Muito alta | Obsidiana, pedra-pomes, lava com bandas de fluxo, domos, coulees. |
Por que o gás muda tudo
Voláteis como água, dióxido de carbono e dióxido de enxofre se dissolvem no magma em profundidade. À medida que o magma sobe e a pressão cai, esses voláteis formam bolhas. Se a lava for fluida, o gás pode escapar mais facilmente. Se a lava for viscosa, o gás pode ficar preso, produzindo pedra-pomes, fragmentação explosiva ou crescimento de domos por pressão.
Estilos de fluxo superficiais e submarinos
O estilo de fluxo de lava é uma expressão direta da viscosidade, inclinação, taxa de efusão, taxa de resfriamento, conteúdo de cristais e formação de crosta. Sistemas basálticos podem produzir formas tanto lisas quanto irregulares, enquanto lavas ricas em sílica comumente formam massas curtas, espessas e blocadas.
Pāhoehoe
Basalto fluido desenvolve uma crosta fina e flexível que enruga e dobra enquanto a lava continua se movendo por baixo dela. O resultado são superfícies lisas, cordadas, onduladas ou em concha.
ʻAʻā
Um fluxo basáltico desintegrado se quebra em clinker angular e se move com uma superfície áspera e ruidosa. Comumente se forma quando a lava está mais fria, mais cristalina ou se move sob maior tensão.
Fluxos blocosos
Lava andesítica a riolítica frequentemente forma fluxos espessos com superfícies blocosas fracturadas. Seus interiores podem permanecer quentes e dúcteis enquanto as carapaças externas se quebram em lajes angulares.
Domos de lava
Lava dacítica ou riolítica muito viscosa pode acumular-se perto de uma chaminé em vez de fluir longe. Domos podem crescer como lóbulos, espinhos ou coulees, e seu colapso pode gerar depósitos de blocos e cinzas.
Lava em almofada
Erupção submarina resfria a lava em lóbulos arredondados com bordas vítreas resfriadas. As lavas em almofada registram erupção submarina ou subglacial e são comuns em basalto oceânico.
Tubos de lava
Um fluxo de basalto pode formar uma crosta enquanto a lava líquida drena por um interior termicamente isolado. Quando o fluxo esvazia, pode deixar um tubo semelhante a uma caverna.
Variedades geológicas de lava
As variedades de lava são melhor compreendidas como combinações de composição e textura. Um nome como basalto, andesito ou riolito descreve química e mineralogia; um nome como scoria, pumice, obsidiana ou lava em almofada descreve textura ou ambiente de erupção.
| Variedade | Composição ou processo | Característica visível | O que registra |
|---|---|---|---|
| Basalto | Lava máfica, de baixa sílica. | Escura, de grão fino, às vezes vesicular ou porfirítica. | Lava quente e fluida comum em dorsais, pontos quentes, riftes e províncias de basaltos de inundação. |
| Andesito | Lava intermediária, frequentemente associada a arcos. | Cinza a marrom, comumente porfirítica, blocosa ou brechada. | Lava mais viscosa influenciada por sistemas de subducção ricos em água e evolução da crosta. |
| Dacito | Lava intermediária a félsica rica em sílica. | Cinza claro a marrom, blocoso, formador de domos, às vezes pumiceoso. | Alta viscosidade, alta retenção de gás e fluxos ou domos curtos e espessos. |
| Riolito | Lava de alta sílica. | Pálido a avermelhado, com bandas de fluxo, vítreo, pumiceoso ou formador de domos. | Fusões ricas em sílica que se resfriam como obsidiana, pumice, domos ou fluxos com bandas. |
| Obsidiana | Vidro vulcânico rapidamente resfriado, geralmente riolítico. | Vidro preto brilhante, marrom, cinza ou com bandas, com fratura concoidal. | Resfriamento tão rápido que os cristais não tiveram tempo de crescer. |
| Scoria | Fragmentos de lava máfica a intermediária ricos em gás. | Rocha porosa escura, vermelha ou marrom com paredes espessas de bolhas. | Estilos de erupção que envolvem desgasificação, oxidação e produção de escórias. |
| Pumice | Lava félsica rica em gás expandida em vidro espumoso. | Material pálido, altamente vesicular e leve que pode flutuar inicialmente. | Atividade silicática explosiva ou efusiva rica em voláteis. |
| Respingos e bombas | Fragmentos fundidos ejetados de uma chaminé. | Bolinhas soldadas, fitas torcidas, bombas em forma de fuso, formas de crosta de pão. | Fragmentação e modelagem enquanto a lava ainda estava plástica ou fundida. |
Estruturas de resfriamento e características pós-fluxo
Quando a lava para de se mover, o resfriamento continua a formar novas estruturas na rocha. Essas características ajudam geólogos a reconstruir a direção do fluxo, história do resfriamento, interação com água e alterações posteriores.
Juntas colunares
Fluxos espessos e lagos de lava podem contrair-se em colunas poligonais ao esfriar. As colunas crescem aproximadamente perpendiculares às superfícies de resfriamento.
Bandas de fluxo
Lava rica em sílica e obsidiana podem preservar estrias, dobras e faixas do movimento de camadas de fusão ligeiramente diferentes antes do resfriamento final.
Margens resfriadas
Lava em contato com água, sedimento úmido, gelo ou ar frio pode desenvolver bordas vítreas ou peles de grão fino.
Juntas e fraturas
Contração por resfriamento, inflação do fluxo e estresse posterior criam fissuras que podem guiar fluidos e crescimento de minerais secundários.
Inflação da lava
Basalto fluido pode continuar alimentando sob uma crosta, levantando a superfície e criando túmulos, cristas de pressão e cavidades ocas.
Amígdalas
Vesículas podem ser posteriormente preenchidas por minerais como calcita, quartzo, calcedônia, zeólitas, clorita ou epidoto, formando lava amigdaloidal.
Vesículas, amigdalas e registros de gás
Vesículas são bolhas de gás congeladas. Seu tamanho, forma, abundância e alinhamento revelam como os gases escaparam, a velocidade do movimento da lava e como o fluxo esfriou.
- Vesículas arredondadas formam-se quando bolhas são preservadas sem muito alongamento.
- Vesículas alongadas registram movimento do fluxo ou cisalhamento enquanto a lava ainda estava mole.
- Topo de fluxo rico em vesículas frequentemente mostra acúmulo de gás próximo à parte superior de um fluxo de basalto.
- Amígdalas mostram que fluidos passaram posteriormente pela rocha e depositaram minerais secundários.
- Espuma de pumice representa vesiculação extrema em vidro rico em sílica.
Identificação e semelhantes
Lava é identificada por textura, contexto, mineralogia, densidade, magnetismo e fratura. A cor sozinha não é confiável, pois escória industrial, clínquer de forno, vidro fabricado, resíduos de carvão e materiais porosos tingidos podem se assemelhar a rocha vulcânica.
Pistas úteis
- Vesículas podem ser arredondadas, alongadas, abertas ou preenchidas por minerais.
- Basalto é comumente denso, escuro e fracamente magnético devido aos óxidos de ferro-titânio.
- Obsidiana apresenta brilho vítreo e fratura concoidal.
- Pumice é incomumente leve devido à abundância de poros selados.
- Contexto vulcânico apoia fortemente a identificação.
Escória e clínquer
Escória pode ser escura e vesicular, mas pode conter gotas metálicas, cores não naturais, superfícies de vidro industrial ou contexto ligado a fundições, leitos ferroviários, fornos ou depósitos de resíduos.
Vidro natural versus vidro fabricado
Obsidiano e vidro fabricado podem quebrar de forma concoidal. Bandas de fluxo, esferulitos, inclusões vulcânicas e contexto geológico ajudam a confirmar a identificação do obsidiano.
Cuidados e manuseio
Basalto denso e muitas amostras de lava são estáveis para exposição, mas formas porosas e vítreas precisam de manuseio mais cuidadoso. Pedra-pomes e escória podem soltar grãos das paredes finas das bolhas, enquanto o obsidiano pode ter bordas muito afiadas. Evite choque térmico, água fervente, chama direta e óleos ou ceras pesadas que podem penetrar no material poroso e alterar sua superfície.
Limpeza
Use uma escova macia, bulbo de ar ou pano seco. Basalto estável pode ser brevemente enxaguado e seco completamente, mas escória e pedra-pomes porosas não devem ficar molhadas.
Armazenamento
Envolva obsidiano e outras peças vítreas afiadas para que as bordas não cortem a pele nem arranhem espécimes vizinhos. Apoie pedra-pomes e escória frágeis por baixo.
Exposição
A iluminação lateral revela vesículas, linhas de fluxo, brilho vítreo e amigdalas preenchidas por minerais melhor do que o brilho direto intenso.
Perguntas frequentes
A lava é sempre basalto?
Não. O basalto é o tipo de lava mais difundido na superfície da Terra, especialmente em ambientes oceânicos e de pontos quentes, mas a lava também pode ser andesítica, dacítica, riolítica ou ter composição mais incomum.
Por que alguns fluxos de lava parecem suaves enquanto outros parecem irregulares?
Pāhoehoe suave e ʻaʻā irregular podem ser ambos basálticos. A diferença vem da temperatura, cristalinidade, conteúdo de gás, inclinação, taxa de fluxo e da forma como a crosta externa se quebra ou dobra enquanto o interior continua se movendo.
Como a lava se torna obsidiana?
O obsidiano se forma quando a lava rica em sílica esfria tão rapidamente que os cristais não têm tempo para crescer. O resultado é um vidro vulcânico com brilho vítreo e fratura concoidal.
Por que a pedra-pomes pode flutuar?
A pedra-pomes contém tantas bolhas de gás seladas que sua densidade pode ser menor que a da água. Uma vez que a água entra na rede de poros, um pedaço que antes flutuava pode eventualmente afundar.
O que são amigdalas na lava?
Amigdalas são antigas bolhas de gás posteriormente preenchidas por minerais transportados por fluidos. Preenchimentos comuns incluem calcita, quartzo, calcedônia, zeólitas, clorita e epidoto.
A lava pode se formar debaixo d'água?
Sim. Erupções submarinas são comuns em dorsais meso-oceânicas e ambientes vulcânicos oceânicos. A lava que irrompe na água frequentemente forma estruturas em almofada com margens vítreas resfriadas.
A história da formação em uma visão
A lava é a parte visível de um processo geológico profundo: a rocha derrete parcialmente, o magma sobe, os gases se expandem e o material fundido emerge no ar, na água, no gelo ou no solo aberto. A partir desse momento, o resfriamento começa a transformar o movimento em textura. Basalto cordado, ʻaʻā irregular, lava em almofada, vidro obsidiano, espuma de pedra-pomes, escória, domos, tubos, colunas, vesículas e amigdalas são todos registros da mesma transformação: o calor da Terra tornando-se uma linguagem permanente da superfície.