DGEO - Dissertações de Mestrado / Master Thesis
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Dissertação de Mestrado. Nível intermédio de uma dissertação (4 ou 5 anos de estudo). Contempla também dissertações do período pré-Bolonha para graus académicos que agora são reconhecidos como grau de mestre.
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- Contributo para o estudo das emanações gasosas permanentes de CO2 e 222Rn no flanco sul do Vulcão do Fogo (São Miguel, Açores)Publication . Pimentel, João Paulo Pacheco; Viveiros, Maria de Fátima Batista; Silva, Catarina Paula Pacheco da; Cairo, StefanoDurante as erupções vulcânicas são libertadas normalmente grandes quantidades de voláteis para a atmosfera, contudo, mesmo durante os períodos de dormência, os vulcões podem emitir gases quer de modo visível (e.g., fumarolas), quer de forma impercetível, através da denominada desgaseificação difusa. A desgaseificação difusa através dos solos ocorre, normalmente, associada à presença de zonas mais permeáveis (e.g., falhas), sendo o dióxido de carbono (CO2) e o radão (222Rn) os principais gases emitidos. Presentemente, o vulcanismo secundário do Vulcão do Fogo (ilha de São Miguel), concentra-se sobretudo no seu flanco norte, sendo caracterizado pela presença de três campos fumarólicos principais (Caldeira Velha, Caldeiras da Ribeira Grande e Pico Vermelho), de nascentes termais e de água fria gasocarbónica, e de áreas de desgaseificação difusa de CO2 (Pico Vermelho, Ribeira Seca e Caldeiras da Ribeira Grande). As emissões submarinas na zona da Ladeira da Velha, junto ao Porto Formoso, também estão associadas ao flanco norte do vulcão. A realização da cartografia de desgaseificação difusa no flanco sul do Vulcão do Fogo foi efetuada entre novembro de 2022 e dezembro de 2023. Os valores de fluxo de CO2, medidos com recurso ao método da câmara de acumulação, oscilaram entre 0,9 e 1060,5 g m-2 d-1 nas 953 medições realizadas. A aplicação da análise estatística gráfica (GSA) aos dados permitiu reconhecer a presença de duas populações, e permitiu também determinar um ruído de fundo de aproximadamente 32 g m-2 d-1. A discriminação de diferentes origens para o CO2 emitido foi complementada com o recurso à análise da composição isotópica do 13C de 24 amostras de gás (efluxo, δ13CCO2). Os valores de δ13CCO2 variaram entre -32,46 ‰ e -6,35 ‰ vs. PDB (Pee Dee Belemnite), confirmando a existência de origens biogénica e vulcânica/hidrotermal para os fluxos de CO2 medidos nas diferentes áreas amostradas. Esta análise permitiu observar variações na composição isotópica do 13C dos fluxos biogénicos, que poderão estar eventualmente associadas à distinta tipologia de plantas (C3 ou C4), para além de associar alguns fluxos de CO2 mais elevados (> 50 g m-2 d-1) a uma origem biogénica, o que não teria sido detetado apenas com a GSA. Assim, identificaram-se cinco zonas com valores de fluxo de CO2 acima do ruído de fundo definido (∼ 32 g m-2 d-1). Destas, apenas para a Praia da Pedreira a análise isotópica permitiu confirmar a anomalia detetada como indubitavelmente associada a uma origem profunda, e foi possível correlacioná-la com as estruturas tectónicas de direção geral N-S cartografadas previamente na zona. A análise espacial dos dados de fluxo de CO2 foi efetuada através quer da simulação sequencial Gaussiana (sGs) para a Praia da Pedreira, quer do método de interpolação determinístico IDW (Inverse Distance Weight) para as restantes áreas. O fluxo total de CO2 emitido pela Praia da Pedreira (área de ∼ 4350 m2) foi de 0,23 t d-1, equivalente a uma taxa de emissão de 53 t km-2 d-1. Considerando o valor de limite biogénico de 32 g m-2 d-1, a emissão hidrotermal na Praia da Pedreira foi estimada em 0,079 t d-1 (cerca de 34 % da emissão total), correspondendo a uma área de cerca de 1437 m2 (∼ 55 t km-2 d-1). O fluxo total estimado no presente estudo para o flanco sul do Vulcão do Fogo (área ∼ 700000 m2), incluindo a Praia da Pedreira (0,23 t d-1) e restantes áreas (11,5 t d-1), foi de aproximadamente 11,7 t d-1 (∼ 18 t km-2 d-1). Os valores de concentração de 222Rn no solo oscilaram entre 1775 e 51350 Bq m-3 nas 27 medições efetuadas ao longo de perfis perpendiculares a algumas estruturas tectónicas previamente identificadas na área de estudo. A aplicação da análise estatística gráfica (GSA) aos dados log-transformados permitiu identificar um valor de ruído de fundo de 8000 Bq m-3 e reconhecer a presença de duas populações, indiciando a presença de diferentes tipos de transporte para o 222Rn e/ou de permeabilidades distintas. A população com valores de concentração de 222Rn no solo mais baixos foi associada à libertação deste gás de rochas e/ou do solo essencialmente por difusão. A população com valores mais elevados foi relacionada com o provável transporte deste gás por advecção, associado à presença de zonas de maior permeabilidade como, por exemplo, estruturas tectónicas. A temperatura do solo a cerca de 15 cm de profundidade foi medida concomitantemente com as campanhas de desgaseificação de CO2 e de 222Rn. Os valores de temperatura no solo nos 980 pontos amostrados variaram entre os 10 °C e os 37,5 °C. A temperatura do ar, por sua vez, oscilou entre os 12, 8 °C e os 33 °C. A seleção de um valor de temperatura do solo que permita identificar eventuais anomalias térmicas revelou-se desafiante, uma vez que, as campanhas de amostragem foram realizadas a diferentes cotas, em diferentes épocas do ano (verão e inverno), e em zonas com exposição solar e cobertura vegetal distintas. Assim, não foi possível identificar de forma clara a presença de anomalias térmicas em nenhuma das áreas amostradas. Este trabalho permitiu, ainda, a identificação de quatro áreas com emissões submarinas localizadas no chamado “Mar Morto”, na Ponto do Rossio Branco em Água de Alto, e a caracterização, pela primeira vez, da composição química de uma destas emissões. No que se refere à composição dos gases emitidos, o CO2 é o gás dominante (> 98,5 %) e os restantes gases detetados foram o Ar, o O2, o N2, o CH4 e o He. A localização destas emissões foi correlacionada com as áreas de desgaseificação difusa subaéreas identificadas na Praia da Pedreira, bem como com as falhas normais de orientação geral N-S previamente cartografadas. A realização deste trabalho permitiu reconhecer a presença de fenómenos de desgaseificação no flanco sul do Vulcão do Fogo, e associá-los a algumas das possíveis estruturas tectónicas previamente cartografadas. A identificação e caracterização das áreas subaéreas com emissões gasosas permanentes de CO2 e de 222Rn do solo, bem como das emissões submarinas, são fundamentais para a monitorização sismovulcânica deste vulcão ativo, assim como para a cartografia de riscos geológicos.
- Avaliação do Controlo Estrutural na Desgaseificação Difusa nas Plataformas Lávicas do Vulcão das Sete Cidades (São Miguel, Açores)Publication . Ferreira, Luciana Patrícia; Carmo, Rita Lúcio; Viveiros, Maria de Fátima BatistaNo arquipélago dos Açores existem vários locais onde é notória a presença de fenómenos de desgaseificação, bem representados por campos fumarólicos, nascentes termais e de água fria gasocarbónica. A desgaseificação associada a sistemas vulcânicos ativos pode também compreender áreas mais amplas, surgindo de modo difuso e impercetível nas designadas áreas de desgaseificação difusa. Os gases frequentemente associados a estas emanações são o dióxido de carbono (CO2) e o radão (222Rn). A desgaseificação difusa ocorre principalmente em zonas de falhas ou fraturas, pelo que estruturas tectónicas como grabens ou outras estruturas geológicas distensivas estão geralmente associadas a este tipo de fenómeno, uma vez que facilitam o transporte do gás desde profundidade até à superfície. A libertação destes gases através da superfície pode, por vezes, ser acompanhada de anomalias térmicas que se desenvolvem como resposta à circulação de fluidos. Os fenómenos de desgaseificação que caracterizam o Vulcão das Sete Cidades (ilha de São Miguel) encontram-se sob a forma de desgaseificação difusa subaérea e submarina e de nascentes termais. A água da nascente termal da Ferraria emerge ao nível do mar, na zona sul do delta lávico, com uma temperatura da ordem dos 60ºC e apresenta uma composição cloretada sódica. Outras nascentes localizam-se junto à costa, na fajã lávica dos Mosteiros, cujas características químicas se aproximam às das observadas na Ferraria, mas de temperatura inferior, variando entre os 30 e os 43ºC. No que diz respeito aos valores de emissão de fluxo de CO2 no solo, medições prévias efetuadas na plataforma lávica da Ferraria sugeriram a presença de CO2 com origem vulcânica-hidrotermal, tendo sido medidos valores máximos de 355 g m-2 d-1. Na plataforma dos Mosteiros foram efetuadas medições de concentração de CO2 no solo, que variaram entre 0 e 22 %vol., sugerindo também uma origem profunda para o gás libertado. O Vulcão das Sete Cidades está afetado por um sistema de fraturas dominante com direção geral NW-SE, claramente relacionado com o regime tectónico regional. No flanco NW do vulcão, as estruturas tectónicas apresentam expressão geomorfológica por escarpa de falha, estendendo-se desde a zona costeira até ao bordo da caldeira, definindo o designado Graben dos Mosteiros. O prolongamento para NW, na zona da fajã lávica dos Mosteiros, é incerto. No que diz respeito à plataforma lávica da Ferraria, as falhas expostas nas arribas apresentam direções ENE-WSW a E-W, compatíveis com a orientação dos alinhamentos vulcânicos presentes naquela área, que podem materializar a presença de fraturas radiais ao vulcão, ou corresponder ao testemunho de falhas oceânicas profundas. Entre 2022 e 2023 foram realizadas 939 medições de fluxo de CO2, pelo método da câmara de acumulação, nas plataformas lávicas do Vulcão das Sete Cidades, das quais 585 medições dizem respeito à Ferraria e 354 aos Mosteiros. O fluxo de CO2 varia entre 0 e 932 g m-2 d-1 para a fajã lávica da Ferraria e de 0,6 a 145 g m-2 d-1 para o caso dos Mosteiros. Estas gamas de variação sugerem a presença de diferentes origens (biogénica e/ou vulcano-hidrotermal) para o CO2 emitido em ambas as áreas de estudo. A distinção entre as duas origens de CO2 é determinada através da aplicação de uma abordagem gráfica estatística (GSA), sugerindo um valor limite biogénico aproximado de cerca de 21 e 35 g m-2 d-1, respetivamente, para a área de estudo da Ferraria e dos Mosteiros. A cartografia da emissão difusa de CO2 para a plataforma lávica da Ferraria foi efetuada através da simulação sequencial Gaussiana (sGs). Os mapas de fluxo de CO2 permitem reconhecer quatro estruturas de desgaseificação difusa (DDS) nas proximidades da nascente termal, da pseudocratera, das estruturas tectónicas aflorantes no talude localizado a norte da plataforma lávica e na estrada que dá acesso às termas da Ferraria. Quanto aos Mosteiros, foram definidos perfis associados às principais estruturas tectónicas, identificando-se apenas uma área de desgaseificação anómala, no talude junto ao porto. Em ambas as áreas de estudo, as estruturas de desgaseificação difusa identificadas parecem ser controladas por estruturas tectónicas, essencialmente com características distensivas. De facto, as estruturas tectónicas identificadas na plataforma da Ferraria evidenciam direções ENE-WSW a E-W (253-273º), a inclinar para N e S (≈ de 40 a 90º), e aparentam ser normais, sendo as suas movimentações deduzidas pelo deslocamento de marcadores estratigráficos. No que diz respeito às estruturas presentes nos Mosteiros (Falha da Lombinha e Falha da Lomba dos Homens), estas revelam direções NW-SE (316-323º), inclinando para NE e SW (≈ 65º), também evidenciando componente normal. As campanhas de fluxo de CO2 também contemplaram medições de temperatura do solo. Nestas medições, observa-se que a temperatura do solo varia entre 19,4 e 40,2ºC na plataforma da Ferraria e entre 14,7 e 30,9ºC para os Mosteiros. A análise dos dados de temperatura do solo não permitiu identificar de forma clara a presença de anomalias térmicas em nenhuma das áreas de estudo, pois os valores mais elevados registados na Ferraria parecem resultar da influência da forte insolação sobre a escoada lávica basáltica exposta. A emissão total de CO2 dos solos das plataformas lávicas do Vulcão das Sete Cidades foi estimada, através do método GSA, em cerca de 2,10 t d-1 (área ≈ 0,16 km2), das quais 0,91 e 1,19 t d-1 dizem respeito às fajãs da Ferraria e dos Mosteiros, respetivamente. No que diz respeito à contribuição hidrotermal, esta encontra-se estimada em cerca de 0,3 t d-1 (0,1 t d-1 para a Ferraria e 0,2 t d-1 para os Mosteiros), equivalendo a cerca de 2,5% (0,004 km2) da área amostrada.
- Análise da capacidade de resposta, transporte e evacuação: contribuição para o estudo do risco vulcânico no concelho de Ponta DelgadaPublication . Silva, Linda Inês Fortuna Tavares; Pacheco, José Manuel Rodrigues; Viveiros, Maria de Fátima BatistaOs principais perigos naturais que têm afetado o arquipélago dos Açores ao longo da sua história são os geológicos (essencialmente sismos, erupções vulcânicas, emissões gasosas e movimentos de vertente) e os hidrometeorológicos (cheias e inundações). Nos últimos 600 anos foram contabilizadas, neste arquipélago, 28 erupções vulcânicas que resultaram em cerca de 250 fatalidades, para além de danos materiais. Estes acontecimentos destacam a importância de se estudar os diferentes tipos de perigos e de se desenvolverem planos de ação para uma melhor capacidade de resposta, e assim, mitigar o risco. A definição de planos de evacuação para a freguesia de Arrifes (concelho de Ponta Delgada, ilha de São Miguel, Açores), tendo como base um cenário de erupção vulcânica do tipo havaiana e/ou estromboliana, constitui o foco do presente trabalho. O estudo centra-se no Sistema Vulcânico Fissural dos Picos (SVFP), uma das sete unidades vulcanológicas que formam a ilha de São Miguel. O SVFP é caraterizado pela presença de cones de escórias e escoadas lávicas basálticas (s.l.). Neste sentido, o cenário de erupção vulcânica selecionado é do tipo havaiana/estromboliana com desenvolvimento de uma escoada lávica com impacto na zona sul (S) da freguesia de Arrifes. A seleção do melhor percurso de evacuação na iminência de uma erupção vulcânica considera a existência de três cenários relativamente à capacidade dos pontos de encontro, nomeadamente: (1) ausência de restrições; (2) com uma restrição de 250 veículos; e (3) com uma restrição de 150 veículos por ponto de encontro. Os cenários desenvolvidos possibilitam também quantificar o tempo necessário para evacuar a população, com pressuposto que a mesma ocorreria durante o período noturno. A modelação é efetuada com recurso ao software ArcGIS® e utilizam-se os dados do edificado e da população da freguesia de Arrifes (carta militar da ilha de São Miguel (2002) à escala 1:25 000, Instituto Nacional de Estatística de Portugal), assim como os pontos de encontro estabelecidos no Plano Municipal de Emergência de Proteção Civil de Ponta Delgada (PMEPCPDL) de 2014. As ferramentas de Network Analysis (Closest Facility e Location-Allocation) permitem efetuar a análise do percurso entre as habitações e os pontos de encontro. A análise da informação decorrente da aplicação das ferramentas supramencionadas permite o cálculo do tempo total de evacuação da zona S de Arrifes para os três cenários explorados neste estudo. O congestionamento das estradas a um terço e a dois terços da sua capacidade é também avaliado para cada um dos cenários. Os resultados obtidos demonstram que, independentemente do congestionamento, a aplicação das restrições no número de veículos nos pontos de encontro permite uma evacuação total mais eficaz. Dos cenários considerados, o mais eficiente é o que impõe uma limitação de 150 veículos por ponto de encontro, porque promove uma maior dispersão da população, diminuindo o tempo total de evacuação (um máximo de 39 minutos, com congestionamento de dois terços da estrada). A metodologia desenvolvida possibilita avaliar a eficácia da evacuação e caracterizar as suas diversas rotas, assim como quantificar as solicitações dos diferentes pontos de encontro e, ainda, estimar a importância ou irrelevância de alguns. Esta metodologia constitui uma ferramenta útil para a gestão de crises, quer durante as fases de preparação, quer nas fases de reposta.
- Avaliação de Impactes Ambientais dos Processos Erosivos Costeiros no Setor Rabo de Peixe- Ribeira Grande, ilha de S. Miguel, AçoresPublication . Botelho, Ana Rita Moniz; Trota, António Pereira NevesA Região Autónoma dos Açores, constituída por ilhas e ilhéus, apresenta uma extensa faixa costeira, sendo, por isso, alvo privilegiado da ação erosiva marinha, do oceano Atlântico. Dependendo das características geológicas das formações costeiras, da tipologia da agitação marítima e da orientação e morfologia da orla costeira, a ação erosiva pode ser intensificada. Estas zonas são frequentemente habitadas e ocupadas por infraestruturas, tais como estradas e portos. O recuo da linha de costa causado pela ação erosiva resulta na destruição dos terrenos emersos e das infraestruturas que os ocupam, dando origem, por vezes, a fortes impactes ambientais, nomeadamente os de cariz económico e social. A aposta na gestão integrada da componente ambiental contribui para a diminuição ou eliminação de impactes ambientais adversos, assim como na melhoria da qualidade de vida das pessoas e na prevenção de riscos. Este trabalho tem como objetivo o estudo da evolução dos processos de erosão costeiros recentes, praia e arriba, no setor Rabo de Peixe – Ribeira Grande, para um período de análise de 11 anos (2006 – 2017), e a avaliação dos impactes ambientais resultantes desses processos, nomeadamente a contabilização das habitações e as infraestruturas demolidas, assim como proceder ao cálculo da área costeira perdida e a taxa de recuo associada. Em síntese, os resultados obtidos apontam, numa frente costeira de 13,2 km e numa faixa de 563.503 m2, para uma perda total de 279 edifícios entre 2006 e 2017, sendo que mais de 50% deste valor corresponde a habitações. A freguesia de Rabo de Peixe foi aquela onde se verificou a maior perda de habitações junto ao litoral, cerca de 137, parte delas associada à perda de área costeira de 9.289 m2, o que corresponde a um recuo médio da frente costeira de 1,41 m em 11 anos e uma taxa de recuo média de 0,13 m/ano. Os restantes setores de arriba analisados apresentam perdas de edificado menos expressivas. Os impactes ambientais negativos sociais e económicos para a área de estudo são muito significativos para o curto período em avaliação, 2006-2017. Assumindo que um valor atual de 106 euros por metro quadrado da área, estimam-se perdas de 2.014.424 euros, apenas considerando a área perdida. Estes impactes irão muito provavelmente ser agravados com as alterações climáticas, nomeadamente pelo aumento da agitação marítima e pela subida do nível médio das águas do mar. Entre as medidas mais eficazes para mitigar os efeitos dessas alterações climáticas referem-se o ordenamento do território, nomeadamente a proibição de novas edificações e a deslocalização de pessoas das zonas de perigo, e a execução de obras de reforço costeiro, designadamente as obras aderentes.
- Perceção de estudantes da Universidade dos Açores relativamente à ocorrência, importância e gestão da água subterrânea nos AçoresPublication . Rodrigues, Raquel Maria Pereira; Rego, Isabel Maria Cogumbreiro Estrela; Cruz, José Virgílio de Matos Figueira; Coutinho, Rui Moreira da SilvaA água subterrânea constitui um recurso natural estratégico na Região Autónoma dos Açores, o que se traduz pelo facto das origens subterrâneas explicarem cerca de 98% do volume captado para abastecimento no arquipélago, pelo que urge desenvolver medidas que promovam a sua valorização e proteção. Na senda da uma gestão sustentável da água subterrânea é imperioso estabelecer um modelo de governança adequado, para o qual o conhecimento e a disseminação de informação é essencial, por forma a que, entre outros aspetos, se promova a capacitação do público, em geral, e das partes interessadas, em particular. Na medida que a capacitação é um pilar essencial da participação pública, e assim, sucessivamente, da moderna governação e gestão sustentável dos recursos hídricos, a avaliação da perceção do público relativamente à ocorrência, importância e gestão da água subterrânea é imprescindível, abrangendo aspetos hidrogeológicos e socioeconómicos, pois só assim se poderá analisar o grau de conhecimento sobre o tema e como cada pessoa se relaciona com estes recursos. Neste contexto, o presente trabalho, realizado no âmbito do Mestrado de Vulcanologia e Riscos Geológicos (Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade dos Açores), teve como objetivo avaliar a perceção de estudantes de cursos de 1.º ciclo da Universidade dos Açores relativamente à ocorrência, importância e gestão da água subterrânea nos Açores. Para este efeito elaborou-se um inquérito, que foi respondido por 353 alunos de licenciatura no decurso do ano letivo de 2021/2022. Para além da análise global de resultados, e para efeito de tratamento de dados, a amostra foi ainda subdividida em dois grupos, um com os estudantes dos cursos da área de Ciências Naturais e Tecnologias (186 inquiridos; 52,7% da amostra total) e outro de Ciências Sociais e Humana (167 inquiridos; 47,3%). Os resultados obtidos revelam que os inquiridos revelam um conhecimento razoável relativamente à génese da água subterrânea e à correspondente fração do volume de água doce existente na Terra. Os estudantes valorizam em especial a utilização da água subterrânea para o abastecimento doméstico e à agricultura, embora não considerem que as captações deste recurso sejam mais importantes que o aproveitamento de massas de água de superfície (lagos e rios). Valorizando a componente socioeconómica os aspetos mais apreciados pelos estudantes inquiridos correspondem efetivamente ao consumo humano (ingestão, manipulação de alimentos, higiene, e associadamente a saúde), à supressão das necessidades agrícolas e da pecuária, e à manutenção dos serviços ecossistémicos. Os focos de poluição agrícola (difusa) e industrial (pontual) são os mais valorizados pelos estudantes. Verifica-se, ainda, que os alunos da área de Ciências Naturais e Tecnologias valorizam mais os focos de poluição difusa e a intrusão salina, relativamente aos seus homólogos da área de Ciências Sociais e Humanas, o que corresponde a uma perceção mais enquadrada com o efetivamente observado. As substâncias poluentes da água subterrânea mais consideradas são os metais pesados, os pesticidas e outros contaminantes orgânicos, os fármacos e os microplásticos. Os impactes das alterações climáticas sobre a água subterrânea são igualmente reconhecidos pelos inquiridos, que valorizam um pouco mais os associados à diminuição do volume disponível de águas subterrâneas para captação, ao aumento da concentração de poluentes no subsolo e à sobre-exploração de furos de captação de águas subterrâneas. Em oposição, e estranhamente devido ao carácter arquipelágico dos Açores, os inquiridos valorizam um pouco menos os impactes do incremento da intrusão salina com a subida do nível do mar. Os estudantes da área de Ciências Sociais e Humanas apresentam uma posição mais neutral do que os seus homólogos de Ciências Naturais e Tecnologias. Relativamente às medidas de gestão os inquiridos concordam significativamente com as medidas elencadas, com a exceção da implementação do princípio utilizador – pagador, relativamente ao qual apenas 36,8% dos estudantes revela concordar totalmente. Do mesmo modo, o suporte à internalização de custos ambientais e de escassez no preço da água é reduzido. Em qualquer caso, os estudantes de Ciências Naturais e Tecnologias, comparativamente aos colegas de Ciências Sociais e Humanas, revelam um maior apoio a estas medidas. A maioria dos estudantes, revela ainda considerar que nos Açores existe água subterrânea suficiente e de boa qualidade, e no geral apresentam um sentimento positivo relativamente a este recurso. Contudo, importa assinalar que os resultados obtidos, quer quanto a esta questão, quer quanto às restantes, mostra que importa capacitar e sensibilizar os jovens sobre a importância de proteger e gerir um recurso estratégico para os Açores como a água subterrânea.
- Definição do sistema de alimentação do vulcão do Fogo (ilha de São Miguel, Açores) por inclusões fluidas e geobarometria de clinopiroxenasPublication . Bettencourt, Guilherme de Sousa da Silveira; Wallenstein, Nicolau Maria Berquó de AguiarO objetivo deste estudo foi obter os presentes níveis de paragem do magma em profundidade do vulcão do Fogo, ilha de São Miguel, Açores, através da microtermometria de inclusões fluidas aprisionadas em cristais máficos (maioritariamente olivinas). A análise microtermométrica juntou-se a geotermobarometria das clinopiroxenas, para complementar os dados obtidos. Selecionaram-se amostras com um máximo de 10000 anos de idade, com o intuito destes dados ainda serem revelantes e que representem o sistema mais atual de alimentação do vulcão. Também foi realizado um estudo petrográfico de lâminas delgadas para uma melhor descrição das amostras. Os dados de profundidade obtidos foram comparados com a profundidade dos sismos registados nos últimos 20 anos, fornecidos pelo CIVISA. A maioria destes eventos são de natureza relativamente superficial, possivelmente devidos a atividade hidrotermal, não coincidindo com os níveis de paragem mais profundos obtidos através das inclusões fluidas, mostrando a inatividade do sistema magmático do vulcão. Os resultados obtidos revelam a estrutura espacial do presente sistema magmático do vulcão para uma melhor compreensão da dinâmica de ascensão e armazenamento de magmas. Foi possível verificar com duas das amostras utilizadas a profundidade da Moho Transition Zone (MTZ), dos dois lados opostos do vulcão, estando a cerca de 26 km do lado oeste e a cerca de 29 km do lado este, mostrando um claro aumento da profundidade da MTZ. O tema proposto enquadra-se nas atividades de investigação desenvolvidas pelo projeto “MAGAT -From MAGma to the ATmosphere - uma contribuição para desenvolver a próxima geração de sensores geoquímicos para a monitorização em tempo real do movimento do magma em profundidade”, financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT), e que tem por objetivo principal o fabrico de novos sensores geoquímicos, a serem testados nos vulcões Etna (Itália), Cumbre Vieja (Canárias), Fogo (Cabo Verde) e Fogo (Açores). Finalmente, através do conhecimento pormenorizado do sistema de alimentação deste vulcão, será possível melhorar a interpretação dos dados obtidos pela rede de monitorização sísmica, proporcionando ainda melhores conhecimentos do modelo de funcionamento do sistema sismovulcânico, a integrar nos sistemas de vigilância e alerta e consequentes ações de nível de proteção civil.
- Site surveys for the deployment of infrasound mobile stations in the Azores IslandsPublication . Jesus, Maria do Céu Neto de; Wallenstein, Nicolau Maria Berquó de Aguiar; Campus, PaolaOndas sonoras de baixa frequência (< 20 Hz), conhecidas como infrassons, são geradas por fontes naturais e artificiais que induzem pequenas variações na pressão atmosférica, tais como erupções vulcânicas, sismos, explosões em pedreiras, explosões nucleares, entre outras. Através de canais na atmosfera, os infrassons podem propagar-se por longas distâncias sofrendo pouca atenuação. Desde o início do século XXI, os infrassons têm vindo a ser aplicados na monitorização de diversos tipos de eventos acústicos, tanto para aplicações militares como civis e científicas. A história geológica das ilhas dos Açores tem registado importantes eventos sísmicos e vulcânicos, por isso, futuros eventos eruptivos dos seus vulcões ativos são expectáveis. Localizado no meio do Atlântico Norte, o arquipélago é uma excelente plataforma para desenvolver uma rede regional de monitorização por infrassons. A instalação de arrays de infrassons em caso de qualquer emergência, como a crise sismovulcânica de 2022 do Sistema Vulcânico Fissural de Manadas na Ilha de São Jorge, foi uma mais-valia para testar as redes de monitorização existentes do CIVISA/IVAR, particularmente para identificar sinais precursores da atividade vulcânica através da deteção de eventos sismo-acústicos, bem como uma ferramenta indispensável para monitorizar uma possível atividade eruptiva. De igual modo, o IVAR é responsável pela operação e manutenção da estação de infrassons IS42 do IMS, localizada na Ilha da Graciosa, e que desempenha um papel importante na deteção diversas fontes de infrassons no arquipélago dos Açores e globalmente. Assim sendo, a sua colaboração com outros arrays de infrassons torna-se fundamental em casos como o da crise de São Jorge relativamente ao array SJ1. No entanto, antes instalação de qualquer array portátil de infrassons, devem ser avaliados e selecionados os locais com as melhores condições gerais, sobretudo com uma boa razão entre sinal e ruído. Portanto, este trabalho de investigação adaptou as metodologias conhecidas para os chamados site surveys direcionados para a instalação de arrays portáteis de infrassons nos Açores, hipotecando para isso cenários eruptivos nos vulcões centrais ativos nos Açores como fonte de infrassons de referência. Todas as etapas dos site surveys foram aqui detalhadas, nomeadamente (1) a seleção preliminar, (2) a avaliação in situ dos sítios pré-selecionados, que só foi possível na Ilha de São Miguel, e (3) o teste de sinal e consequente seleção final. Esta última etapa foi realizada na Ilha de São Jorge, dada a oportunidade que surgiu com a crise sismovulcânica. Assim, essa mesma metodologia foi adaptada para o Sistema Vulcânico Fissural de Manadas, tendo-se instalado o array SJ1 de modo a colaborar com as outras redes de monitorização, especialmente a sísmica, na deteção de eventos sismo-acústicos e, na eventualidade do início de atividade eruptiva.
- Aplicações de técnicas de deteção remota na monitorização de áreas de desgaseificação em São Miguel (Açores, Portugal)Publication . Uchôa, Jéssica Garcia; Gil, Artur José Freire; Viveiros, Maria de Fátima BatistaO enquadramento geodinâmico dos Açores, para além de propiciar intensa atividade sísmica e vulcânica, caracteriza-se pelo seu vulcanismo secundário, através da presença de fenómenos de desgaseificação como os campos fumarólicos, desgaseificação difusa, nascentes de água termal e de água gasocarbónica. Em 2010, após a perfuração de um poço para exploração de energia geotérmica no flanco N do Vulcão do Fogo, na ilha de São Miguel, surgiu uma nova área de desgaseificação acompanhada de anomalia térmica com temperaturas máximas de 100ºC. Essa anomalia tem um importante papel para os estudos de anomalias térmicas nos Açores com recurso a imagens de satélite, considerando que esta foi a primeira área de desgaseificação conhecida a surgir no arquipélago desde o lançamento dos satélites MODIS, Landsat e ASTER. O presente trabalho tem como objetivo demonstrar as capacidades e limitações dos sensores orbitais atualmente disponíveis para a deteção de alterações nos valores de temperatura à superfície. Foi avaliada a pertinência do uso de imagens diurnas para identificação de anomalias térmicas recorrendo aos sensores MODIS, Landsat e ASTER, com base na série histórica dos valores medidos. Foi utilizada a plataforma Google Earth Engine (GEE) para extrair valores de Land Surface Temperature (LST) dos produtos MODIS e Landsat, e de temperatura de brilho (TB) do ASTER. Foram comparados os valores do pixel incidente e da temperatura do solo a 30 cm de profundidade medida in situ na área abrangida pelas quatro estações permanentes de medição de fluxo de CO2 localizadas na ilha de São Miguel, nomeadamente duas no Vulcão do Fogo e duas no Vulcão das Furnas. O sensor MODIS, apesar da sua baixa resolução espacial (1 km), apresentou a maior correlação. Deste modo, tentou-se também avaliar os fatores com influência nos valores obtidos com uso de imagens orbitais, comparando-se os valores medidos com a temperatura do ar no momento da passagem do satélite. A correlação foi sempre positiva para todos os satélites, sendo a menor correlação (r = 0,65) obtida com o ASTER e a maior (r = 0,93) com o Landsat. A análise espacial de anomalias térmicas permitiu identificar á área de desgaseificação que se expandiu na zona envolvente ao poço RG4 a partir de 2010. Nesta análise, a estatística espacial de cada imagem é realizada de forma a avaliar a sensibilidade dos sensores para períodos diurnos (Landsat) e noturnos (ASTER). Os resultados obtidos revelam que o uso de imagens com infravermelho térmico (TIR) noturnas são as mais adequadas e uma importante ferramenta para a monitorização de anomalias térmicas de baixa temperatura (inferiores 100ºC) como as que ocorrem no arquipélago dos Açores. Os sensores orbitais disponíveis atualmente demonstraram-se viáveis para a monitorização de anomalias térmicas em larga escala, contudo, fatores como a resolução espacial, período do dia de captura da imagem e a cobertura de nuvens podem dificultar a identificação de anomalias térmicas que possam vir a surgir. Assim, o uso de drones equipados com sensores térmicos TIR tende a ser a alternativa mais viável de curto prazo para a monitorização remotas de anomalias térmicas no arquipélago dos Açores, associando alta resolução espacial e temporal e operacionalização abaixo das nuvens, mitigando esse constrangimento frequente no arquipélago.
- Volcanic aggregates and alkali-silica reactions in the world : a comparative study with Azores aiming to enhance concrete durability on volcanic oceanic islandsPublication . Medeiros, Sara Maria Teixeira; Fournier, Benoit; Fernandes, Maria Isabel Gonçalves; Nunes, João CarlosO betão é um dos materiais de construção mais utilizados em todo o mundo, mas ao longo dos anos a sua durabilidade e resistência têm sido afetadas por diversos tipos de patologias. Uma dessas patologias é conhecida como reação alcalis-sílica, (RAS) que é uma reação química que ocorre entre os minerais reativos nos agregados e os alcalis na pasta de cimento. As rochas vulcânicas presentes em diferentes ambientes geológicos são usadas como agregados para o betão, tal como outros tipos de rocha, principalmente devido a sua disponibilidade local. A reatividade potencial aos alcalis é bem conhecida em alguns andesitos e riólitos. No entanto em relação aos basaltos, estes ainda permanecem com algumas incertezas não existindo ainda consenso entre a comunidade científica sobre seu carater deletério. Diferentes investigações identificaram alguns basaltos como reativos quando submetidos a ensaios laboratoriais de expansão enquanto que outros foram considerados não reativos pelos mesmos métodos. Esta ambiguidade de resultados é obtida, especialmente quando é usado o método acelerado da barra de argamassa (AMBT) para avaliar a reatividade dos agregados. De modo a compreender melhor estes resultados e o papel dos basaltos relativamente a RAS, vários agregados vulcânicos de diferentes lugares (ou seja, Açores, Brasil, Canadá, Ilhas Canárias e Havaianas, Islândia, Japão, Moçambique, Nova Zelândia, Noruega, Turquia) foram selecionados para o presente trabalho. A maioria dos agregados são de composição básica, no entanto, para fins comparativos também foram incluídos neste trabalho andesitos e riólitos cuja reatividade é conhecida na literatura. Um conjunto de métodos foi usado para caracterizar a reatividade dos agregados: o método petrográfico, o método acelerado da barra de argamassa (AMBT), o método de prisma de betão (CPT), o damage rating index (DRI) e o gel pat test (GPT). Os principais resultados obtidos mostraram que: (1) o método petrográfico identificou a presença de vidro vulcânico em vários agregados com composição em SiO₂ entre 44% e 80%; (2) uma parte dos agregados são considerados reativos pelo método AMBT; (3) apenas alguns agregados foram considerados reativos pelo método CPT, entre os quais destacam-se as misturas que incluem frações de areia vulcânica; (4) os maiores valores de DRI estão principalmente relacionados com os agregados que contêm areia vulcânica como agregado fino e (5) a presença de gel em várias partículas de areia identificadas no método de GPT estão correlacionados com os valores mais elevados obtidos no ensaio DRI; (5) os dois andesitos estudados são considerados reativos, mas o riólito de Moçambique é classificado como não reativo.
- Avaliação da aplicação de dados SAR (Sentinel-1) para a monitorização de erupções vulcânicas : caso de estudo da erupção do Vulcão do Fogo (2014/2015), Cabo VerdePublication . Tiengo, Rafaela de Paula; Pacheco, José Manuel Rodrigues; Gil, Artur José FreireO arquipélago de Cabo Verde é composto por 10 ilhas, tendo sido a Ilha do Fogo palco da última erupção ocorrida neste país. Contando com uma população de cerca de 37000 habitantes, torna-se fundamental compreender o comportamento das erupções vulcânicas do passado e implementar técnicas de monitorização remota que possam mitigar riscos e apoiar a gestão de crises. A erupção no Vulcão do Fogo que teve início em novembro de 2014 foi o primeiro evento eruptivo captado pelo satélite Sentinel-1A, lançado a 3 de abril de 2014. O presente trabalho procurou complementar estudos anteriores, apresentando as potencialidades que o uso de dados de radar de abertura sintética Sentinel-1 oferecem para a monitorização de áreas vulcânicas, contribuindo para o reforço do conhecimento atual cujo objetivo fundamental é o apoio à decisão na gestão de crises, através da deteção e análise de anomalias existentes no sistema. Para tal, foram gerados interferogramas com imagens de datas anteriores, de durante, e posteriores ao evento eruptivo. Foram apresentadas, testadas e avaliadas diferentes abordagens metodológicas (baseadas em técnicas InSAR), usando produtos SLC e GRD do Sentinel-1, aplicadas à erupção de 2014/2015 do Vulcão do Fogo (Cabo Verde). Foram identificadas as respetivas vantagens e desvantagens, mais-valias e constrangimentos associados à utilização destes dados. Na generalidade, os resultados obtidos usando ambos os tipos de dados do Sentinel-1 corroboraram os resultados e conclusões de trabalhos anteriormente publicados que usaram técnicas de deteção remota no estudo e análise deste evento eruptivo. No caso dos produtos derivados de dados do tipo SLC, por serem dados com maior complexidade e tamanho, apresentam maiores e distintas possibilidades de análises, tais como a coerência interferométrica e o cálculo de deformação superficial do solo. No entanto, ao usar o software SNAP da ESA no processamento de dados SLC do Sentinel-1, a fiabilidade e robustez dos resultados obtidos acaba por estar muito dependente de dados externos de entrada, como o Modelo Digital de Elevação da Ilha do Fogo obtido através da missão SRTM, que apresenta falhas em zonas relevantes da área de estudo. No que diz respeito ao uso de produtos do tipo GRD, foi demonstrado que estes dados podem constituir um importante contributo para uma monitorização de eventos vulcânicos em tempo quase-real, por serem arquivos menos pesados e complexos que os dados SLC, e por serem disponibilizados já na forma pré-processada, requerendo, portanto, menor capacidade computacional (um constrangimento relevante em momentos de crise). No entanto, esse produto não inclui informações de fase, diminuindo o seu potencial de análise quando comparado com os dados de tipo SLC. Entretanto, foi demonstrado o elevado potencial do uso destes dados GRD para a deteção de alterações na superfície do solo usando os mesmos cenários temporais (antes, durante e após o evento eruptivo). As análises efetuadas permitem concluir que, apesar da menor sensibilidade dos dados GRD em áreas com rugosidades semelhantes, este produto se apresenta como uma alternativa viável para monitorização de eventos eruptivos em tempo quase-real, especialmente quando associados ao uso de ferramentas de processamento em nuvem como a plataforma do Google Earth Engine.