ANDRADE, C. (2014) - Emissão de CO2 em lagos vulcânicos dos Açores: quantificação e implicações hidrogeoquímicas.

Referência Bibliográfica

ANDRADE, C. (2014) - Emissão de CO2 em lagos vulcânicos dos Açores: quantificação e implicações hidrogeoquímicas. Dissertação de Mestrado em Geologia do Ambiente e Sociedade, Universidade dos Açores, 176 p.

Resumo

A origem vulcânica dos Açores explica a existência de inúmeros sistemas lacustres dispersos por várias ilhas, em especial na ilha de São Miguel que apresenta o maior número destas massas de água.

O enquadramento geodinâmico complexo do arquipélago dos Açores é responsável pela acentuada atividade vulcânica e sísmica que caracteriza a ilha de São Miguel. No arquipélago dos Açores ocorrem vários locais onde é notória a presença de fenómenos de desgaseificação, bem representados por campos fumarólicos, por nascentes de água termal e mineral gasocarbónica. No entanto, a desgaseificação associada aos sistemas vulcânicos ativos abrange também áreas que podem ser mais extensas, surgindo de um modo difuso e impercetível as designadas áreas de desgaseificação difusa através dos solos. Como estudado no presente trabalho, estas emissões também podem ocorrer através dos lagos, sendo apenas identificadas com recurso a equipamentos específicos.

O presente trabalho evidencia a necessidade de se proceder à caracterização e quantificação da desgaseificação difusa através dos lagos vulcânicos. Para este efeito, selecionaram-se lagos localizados nos vários sistemas vulcanológicos onde ocorrem massas deste tipo, e realizaram-se amostragens de água ao longo da coluna de água, assim como se efetuaram medições do fluxo de dióxido de carbono libertado à superfície.

As amostragens efetuadas ao longo da coluna de água permitiram verificar que alguns lagos possuem estratificação da água de origem térmica no período de verão, identificando-se aumentos de concentração significativos em profundidade, nomeadamente de dióxido de carbono, que é mantido no hipolimnion, sendo a neutralização da acidez da água promovida pela interação água-rocha o que acarreta um enriquecimento em HCO^-₃. No período de inverno não existe estratificação, permitindo assim que ocorra a homogeneização dos elementos ao longo da coluna de água. Além da contribuição do CO₂ livre a partir da degradação da matéria orgânica, há a possibilidade de parte deste aumento de concentração se dever à contaminação das águas dos lagos por fluidos de origem magmática (e.g. Lagoa das Furnas).

Outro fenómeno modificador da composição química da água dos lagos é a contaminação por sais de origem marinha a partir do transporte atmosférico. Assim de uma forma geral, as fácies hidrogeoquímicas das águas dos lagos estudados na ilha de São Miguel são as cloretada sódica e bicarbonatada sódica.

Para a medição do fluxo de CO₂ foi utilizado um equipamento portátil que efetua medições pelo método da câmara de acumulação, o qual foi modificado para permitir efetuar medições na água.

Realizaram-se duas campanhas de amostragem, uma na época quente (1.ª amostragem) e outra na época mais fria (2.ª amostragem), tendo os valores do fluxo de CO₂ nos lagos estudados oscilado entre 0 e 20960 g m^-2 d^-1. O valor médio na 1.ª amostragem é igual a 288,51 g m^-2 d^-1 e na 2.ª amostragem igual a 38,60 g m^-2 d^-1. Contudo, se excluirmos os resultados obtidos na Lagoa das Furnas, por serem muito superiores aos observados nos restantes lagos, os valores médios situam-se em 3,51 g m^-2 d^-1 e 5,64 g m^-2 d^-1 na 1.ª e 2.ª amostragem, respetivamente.

De modo a tentar identificar o ruído de fundo, e o limite a partir do qual os valores do CO₂ nos lagos são associados a uma origem hidrotermal, foi realizada uma análise estatística através da representação gráfica (GSA), permitindo identificar a presença de diferentes populações. O ruído do fundo foi calculado a partir da Lagoa das Furnas usando os resultados da 2.ª amostragem (38,0 g m^-2 d^-1).

A análise da distribuição espacial do fluxo de CO₂ nos lagos utilizando a interpolação pelo método determinístico IDW (Inverse Distance Weighted), destacou as Lagoas das Furnas (1.ª e 2.ª amostragens) e a de Santiago (2.ª amostragem) como aquelas que apresentam zonas anómalas. Nos restantes lagos os valores são inferiores ao ruído de fundo, e deverão estar associados a uma origem apenas biogénica.

O fluxo de CO₂ na Lagoa das Furnas apresenta várias populações que representam diferentes origens (biogénica e hidrotermal). A população com valores de fluxo de CO₂ mais elevados representa as emissões de CO₂ provenientes de profundidade (origem hidrotermal) e está associada às zonas da lagoa com bolhas de desgaseificação visíveis à superfície do lago. Com base na distribuição do fluxo de CO₂, na Lagoa das Furnas foram identificadas quatro zonas anómalas e, de entre os lagos estudados, é a única onde se evidencia também associação entre os fenómenos de desgaseificação e a tectónica local.

Os valores estimados de emissão de CO₂ permitem concluir que os lagos em estudo emitem para a atmosfera valores entre os 0,02 t d^-1 e 59,74 t d^-1 de CO2. No caso específico da Lagoa das Furnas, com emissão entre 12,27 e 31,95 t km^-2 d^-1, os seus valores permitem sugerir que esta está posicionada entre os vinte lagos de origem vulcânica a nível mundial que emitem mais CO2 para a atmosfera.

Observações

Anexos