A origem vulcânica do arquipélago dos Açores explica a ocorrência de numerosas nascentes de águas minerais, predominantemente gasocarbónicas, e termais, disseminadas por quase todo o arquipélago, nomeadamente nas ilhas de São Miguel, Terceira, São Jorge, Pico, Faial, Graciosa e Flores. Estas águas apresentam uma elevada variabilidade de tipos químicos e de magnitude de mineralização, em virtude das influências sofridas até à emergência, e correspondem na maioria a descargas de aquíferos de altitude em vulcões activos. As águas emergentes a partir de aquíferos de altitude são de origem meteórica, e durante o seu escoamento subterrâneo o quimismo é influenciado pela absorção de voláteis, por um limitado grau de interacção água-rocha e, nalguns casos, por processos de mistura de águas frias com fluidos hidrotermais. No caso dos pontos de água localizados em aquíferos de base, e para além dos processos anteriores, a mistura com água do mar modifica decisivamente a composição da água.
As primeiras referências a estes recursos, e respectiva utilização terapêutica, remontam à obra “Saudades da Terra” (1583?), onde podem ser encontradas exaustivas descrições destes fenómenos. Foi em 1791 que surgiram as primeiras análises químicas relativas a emergências localizadas nos Açores, publicadas num jornal médico escocês. Contudo, só no final do século XIX surgiu aquele que pode ser considerado o primeiro trabalho com uma extensa recolha de dados analíticos, nomeadamente sobre amostras da ilha de São Miguel. Dos numerosos estabelecimentos termais entretanto edificados no arquipélago, muitos encontram-se actualmente abandonados ou com utilização restrita.
Nos Açores podem ser encontrados quatro grupos principais de águas minerais e termais: os Grupos 1 e 2 emergem a partir de aquíferos de altitude a compreendem águas frias, termais e hipertermais dos tipos HCO3-Na e HCO3-Cl-Na e uma gama de SDT entre 77,3-27145,7 mg/L. As águas frias são ácidas (pH entre 4,7 e 6,3), as termais ácidas a neutras (pH entre 4,7 e 7,2), com temperatura de emergência entre 27ºC e 75,2ºC, e as hipertemais, correspondentes às águas emergentes em fumarolas, são básicas (pH entre 7,75 e 8,73) e com temperaturas acima dos 90ºC (92,2ºC-93,2ºC). O Grupo 3 engloba amostras hipertermais de fumarolas, que apresentam uma composição aniónica dominada pelo SO4, resultante do aquecimento por vapor de aquíferos de altitude, e um carácter fortemente ácido (pH entre 2,02 e 2,27). O Grupo 4 agrega amostras frias e termais, emergentes a partir de aquíferos da base, junto ao mar, muito mineralizadas (SDT entre 3976,8 e 6035,4 mg/L), ligeiramente ácidas (pH entre 6,04 e 6,56) e com temperaturas de 2 emergência entre 18º e 40,5ºC. A composição destas águas é do tipo Cl-Na e reflecte a influência da água do mar.
As actividades a desenvolver no âmbito do atelier do 8º EREA devotado a este tema englobam inicialmente uma conferência, que visa introduzir as principais questões a observar no decurso do percurso interpretativo subsequente, em que haverá ocasião para conduzir determinações analíticas expeditas dos principais parâmetros físico-químicos das emergências de águas minerais e termais das Furnas.
O Complexo Vulcânico das Furnas é essencialmente de composição traquítica e a actividade vulcânica responsável pela sua formação foi predominantemente do tipo explosivo, acompanhada, por vezes, pela instalação de domos. Escoadas lávicas basálticas e cones de composição similar formaram-se, igualmente, fora do perímetro da caldeira. O topo do vulcão central das Furnas apresenta um complexo de caldeiras, resultante de uma sequência de importantes episódios de colapso. A edificação do vulcão central das Furnas iniciou-se à cerca de 100000 anos, e a maioria dos afloramentos são posteriores a uma escoada lávica datada de 48000±4000 anos, e nos últimos 5000 anos ocorrera pelo menos dez erupções explosivas. A última erupção no vulcão central das Furnas teve lugar no ano de 1630, na extremidade S da actual caldeira.
A maioria das nascentes de água mineral e termal no vulcão das Furnas está associada a um alinhamento tectónico de orientação W-E. Junto ao povoado das Furnas podem observar-se várias nascentes de águas minerais gasocarbónicas e águas termais, assim como descargas de águas hipertermais associadas a fumarolas. Junto à extremidade N da Lagoa ocorre ainda um campo fumarólico, assim como junto à margem da Ribeira dos Tambores.
A composição química destas águas enquadra-se nos Grupos Hidrogeoquímicos 1 a 3 acima referidos, e no decurso do percurso pedestre referido será possível observar nascentes representativas dos mesmos. As águas gasocarbónicas são pouco mineralizadas, como deduzido dos valores baixos de condutividade eléctrica (179 μS/cm a 349 μS/cm), de pH ácido (4,70 a 5,35), e um CO2 total de 1383 mg/L a 1788 mg/L. A temperatura das emergências de águas termais varia entre 18,1 ºC e 75,2ºC, pH geralmente ácido (5,58 a 7,92) e a mineralização é variável (condutividade eléctrica entre 384 μS/cm e 1435 μS/cm). Relativamente às descargas de águas hipertermais verifica-se que estas são quimicamente dos tipos HCO3–Na (pH entre 7,75 a 8,73) e SO4–Na (pH 3,41), de mineralização elevada (condutividade eléctrica entre 1200 e 2860 μS/cm) e temperaturas de emergência superiores a 90ºC.
A vigilância periódica da composição química das emergências e da água na Ribeira dos Tambores, que drena toda aquela área, permitiu estimar que o fluxo de voláteis na área do vulcão das Furnas atinge as 9350 T/ano (CO2) e 1,2 T/ano (H2S). O fluxo remanescente na Ribeira dos Tambores é igual a 4800 T/ano de CO2 e 0,97 T/ano de H2S.