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em Vulcanologia e Avaliação de Riscos
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Referência Bibliográfica


VIVEIROS, F., CABRAL VIEIRA, J., FERREIRA, T., GASPAR, J.L., MARCOS, M. (2005) - Discriminação das principais variáveis que influenciam o fluxo de CO2 no Vulcão das Furnas (ilha de S. Miguel, Açores). Livro de Resumos das XII Jornadas de Classificação e Análise de Dados, p. 131-133.

Resumo


O arquipélago dos Açores é formado por nove ilhas vulcânicas que emergem da denominada Plataforma dos Açores. Sob o ponto de vista geoestrutural a região encontra-se na zona de influência da junção tripla definida pelas placas litosféricas Euroasiática, Africana e Americana. Assim, e devido ao seu enquadramento geodinâmico, o arquipélago tem sido palco, ao longo do tempo, de importante actividade sísmica e vulcânica.

 

As ilhas de S. Miguel, Terceira, Graciosa, Faial e Pico apresentam importantes manifestações de vulcanismo secundário, nomeadamente com a presença de campos fumarólicos, nascentes termais e de água gasocarbónica e de áreas de desgaseificação difusa.

 

O Programa de Monitorização Geoquímica do arquipélago dos Açores, levado a cabo pelo Centro de Vulcanologia e Avaliação de Riscos Geológicos (CVARG), tem por objectivos principais a caracterização dos campos fumarólicos das ilhas e o estudo de anomalias térmicas e de CO2 nos diferentes vulcões activos da região, com a finalidade de se detectarem eventuais variações na composição dos fluidos que possam ser precursoras de actividade sísmica e vulcânica.

 

O Vulcão das Furnas é um dos três vulcões centrais activos da ilha de S. Miguel. Caracteriza-se por apresentar duas caldeiras embutidas que formam uma importante estrutura deprimida com cerca de 7 x 5.5 km de diâmetro (Guest et al., 1999) e é atravessado pelo sistema tectónico regional de direcção geral WNW-ESE (Gaspar et al., 1995). Nos últimos 5000 anos este vulcão central foi palco de, pelo menos, 10 erupções explosivas (Booth et al., 1978), duas das quais ocorreram em tempos históricos, nomeadamente em 1439-43 (Queiroz et al., 1995) e em 1630 (Cole et al., 1995).

 

Actualmente as manifestações vulcânicas do Vulcão das Furnas são marcadas pela presença de quatro campos fumarólicos principais e de várias nascentes termais e de águas gasocarbónicas, evidenciando o sistema hidrotermal que lhe está associado (Ferreira, 1994; 2000; Cruz et al., 1999). No interior da caldeira regista-se uma intensa desgaseificação difusa através dos solos que abrange grande parte da área habitacional da freguesia das Furnas (Baubron et al., 1994; Ferreira, 2000; Sousa, 2003).

 

A rede de monitorização contínua de fluxo de CO2 no arquipélago é constituída presentemente por cinco estações permanentes, tendo a primeira estação sido instalada em Outubro de 2001 no jardim do Centro Termal da freguesia das Furnas (GFUR1). As estações fixas de fluxo de CO2 efectuam medições automáticas pelo método da câmara de acumulação (Chiodini et al., 1998) e uma vez que a quantidade de gás libertado pode ser influenciada por variáveis externas ao sistema vulcânico, as estações têm acoplado uma série de sensores meteorológicos para a medição da pressão barométrica, direcção e velocidade do vento, temperatura e humidade relativa do ar, pluviosidade e humidade e temperatura no solo. A informação registada, com frequência horária, é transmitida através de um sistema de telemetria para um computador central instalado no CVARG, em Ponta Delgada (ilha de São Miguel), equipado com software específico que permite a visualização gráfica de todas as variáveis amostradas, o processamento e o armazenamento de dados, para além do acesso remoto à estação.

 

Para discriminar a presença de sinais vulcânicos, que possam evidenciar alterações do sistema em profundidade de interferências externas, foram aplicados métodos estatísticos aos dados registados em GFUR1 no período entre 1 de Março de 2002 e 28 de Fevereiro de 2003, nomeadamente a análise de regressão múltipla (Draper e Smith, 1981; Freund e Wilson, 1998). O software utilizado na aplicação das metodologias estatísticas foi o SPSS, versão 11.5 para o Windows. Os resultados obtidos mostram que as variáveis consideradas estatisticamente significativas para a interpretação das variações do fluxo de CO2 são a pressão barométrica, a pluviosidade, a humidade no solo, a temperatura no solo e a temperatura no ar, explicando no seu conjunto 30.5% da variação do fluxo de CO2 registado (Viveiros, 2003). A pluviosidade e a humidade no solo não manifestam influência linear simples sobre o fluxo de CO2, ao contrário das restantes variáveis, verificando-se que a humidade no solo tem um comportamento de função quadrática com um ponto de estacionaridade mínimo aos 27.9%. A influência da pluviosidade foi definida como uma função spline, uma vez que esta demonstrou ter influência diferencial sobre o fluxo de CO2 consoante a sua intensidade. Pela análise da variação do R2 ajustado, torna-se evidente que a pressão barométrica é a variável externa com maior influência nas variações de fluxo na estação GFUR1.

 

A diferença entre os valores registados na estação e os previstos pelo modelo de regressão permite obter um novo conjunto de dados designado por resíduo, que corresponde aos valores de fluxo de CO2 que não são explicados pela acção das variáveis externas monitorizadas. Sobre este resíduo aplicam-se modelos de séries temporais (Box e Jenkins, 1976; Pindyck e Rubinfeld, 1991) para remover tendências temporais da série de dados tendo-se optado, no caso vertente, pelo filtro ARIMA (3,1,1) (Viveiros, 2003). A aplicação de filtros estatísticos aos valores de fluxo de CO2 possibilita obter uma série de dados que constitui, neste momento, a melhor representação do sinal endógeno contido nos dados de fluxo de CO2.

 

O modelo de regressão considerado foi aplicado aos dados obtidos nos meses posteriores, nomeadamente ao período de tempo entre Março de 2003 e Janeiro de 2005, verificando-se que o mesmo se apresenta adequado aos valores registados na estação.

Observações


Anexos