Às 17h15 do dia 15 de janeiro de 2022, no horário de Tonga, o mar explodiu. Não se trata de figura de linguagem. Num ponto do Pacífico Sul a 65 quilômetros ao norte de Nuku’alofa, a capital do reino, uma coluna de cinza, vapor e rocha pulverizada rasgou a superfície do oceano e subiu mais de 55 quilômetros, atravessando a estratosfera e invadindo a mesosfera, altura que nenhuma erupção registrada por satélites havia alcançado. O estrondo foi ouvido no Alasca, a mais de 9 mil quilômetros de distância. Durante cerca de onze horas, magma incandescente e água do mar se encontraram numa reação explosiva contínua. E enquanto o mundo olhava para cima, para a pluma gigantesca que os satélites meteorológicos transmitiam em tempo real, algo igualmente monumental acontecia para baixo, escondido sob centenas de metros de água: o chão do vulcão estava desabando.

A erupção já havia entrado para os livros antes que alguém medisse o buraco que ela deixou. Suas ondas de pressão atmosférica, comparáveis às do Krakatoa de 1883, foram captadas por barômetros em todos os continentes e deram várias voltas ao globo. A pluma injetou na estratosfera uma massa de vapor d’água sem precedentes no registro moderno de satélites, com efeitos sobre o balanço de radiação e a química do ozônio que ainda estão sendo quantificados. Os raios que acompanharam a nuvem formaram anéis concêntricos em expansão a partir da boca, um espetáculo elétrico registrado pelas redes de detecção de descargas. Sismômetros do mundo inteiro mediram o impulso da explosão. Cada uma dessas facetas rendeu artigos nas principais revistas científicas. Faltava a mais difícil de observar: a transformação do próprio vulcão.

Mais de quatro anos depois, essa transformação foi finalmente medida. Um artigo publicado na Nature Geoscience em 11 de setembro de 2026, assinado por 24 pesquisadores da Nova Zelândia, da Coreia do Sul, dos Estados Unidos, do Reino Unido, da Austrália e do próprio Serviço Geológico de Tonga, compara o relevo submarino do vulcão Hunga antes e depois da erupção e chega a um resultado que redimensiona o evento. A caldeira, a depressão central do vulcão, que antes tinha cerca de 150 metros de profundidade, passou a ter aproximadamente 850. O piso estrutural, soterrado sob o entulho da própria erupção, afundou até cerca de mil metros abaixo do nível do mar. Em questão de horas, o fundo da caldeira desceu uma distância maior do que a altura do Burj Khalifa, o edifício mais alto do mundo.

Os números que acompanham esse afundamento são difíceis de assimilar numa primeira leitura. O volume total de material deslocado pela erupção foi de 8,9 quilômetros cúbicos, com margem de erro de apenas 0,1. Desse total, 6,85 quilômetros cúbicos correspondem ao colapso da caldeira propriamente dito, e o restante foi arrancado da superfície do vulcão por correntes de densidade alimentadas pela erupção, avalanches submarinas de cinza, gás e fragmentos de rocha que desceram os flancos em alta velocidade. Para dar escala a esses 8,9 quilômetros cúbicos: seria material suficiente para cobrir todo o município de São Paulo, com seus 1.521 quilômetros quadrados, sob uma camada de quase seis metros de espessura. Tudo isso removido, redistribuído ou engolido numa única tarde.

Mais do que o tamanho do buraco, o que interessa aos cientistas é a maneira como ele se formou. A batimetria pós-erupção, isto é, o mapeamento do relevo do fundo do mar, revelou depósitos de deslizamentos intercalados com o material piroclástico que preencheu a caldeira, um registro em camadas que mostra que o colapso aconteceu durante a erupção, e não depois dela. Revelou também terraços escalonados nas paredes, degraus concêntricos que os autores interpretam como falhas normais superficiais acomodando o afundamento em bloco do piso, à maneira de um pistão descendo dentro de um cilindro. A partir da geometria da caldeira e do sistema magmático, o grupo estima que bastou a expulsão de cerca de 8 quilômetros cúbicos de magma, menos de 30% do reservatório, para disparar o desabamento. A velocidade e o estilo desse colapso, concluem, provavelmente amplificaram o tsunami.

Caldeiras submarinas e de ilhas vulcânicas estão associadas a algumas das maiores e mais letais erupções da história. O exemplo clássico é o Krakatoa, na Indonésia, cuja erupção de 1883 matou mais de 30 mil pessoas, a maioria vítima dos fluxos piroclásticos e das ondas que varreram as margens do estreito de Sunda. A erupção do Hunga produziu um tsunami ainda maior que o do Krakatoa e, graças a uma combinação de alertas, geografia e sorte, custou poucas vidas. Mas há um problema fundamental com esse tipo de vulcão: ele fica debaixo d’água. Ninguém consegue caminhar pela borda de uma caldeira submarina com um GPS na mão, fotografar suas paredes ou coletar amostras com um martelo de geólogo. O que se sabe sobre a dinâmica desses colapsos vem, em grande parte, de experimentos de laboratório e de analogias com vulcões em terra firme.

A história humana está pontuada por colapsos desse tipo. A erupção do Tambora, também na Indonésia, em 1815, esvaziou a câmara magmática de tal maneira que a montanha perdeu mais de mil metros de altura e ficou com uma caldeira de 6 quilômetros de largura; as cinzas e os aerossóis lançados na estratosfera resfriaram o planeta e produziram, no ano seguinte, o “ano sem verão” do hemisfério norte, com colheitas perdidas da Nova Inglaterra à Europa. O Krakatoa afundou a maior parte de sua ilha. Em Santorini, no mar Egeu, a baía que hoje se abre diante das casas brancas de Oia é uma caldeira inundada, nascida de uma erupção da Idade do Bronze. O Hunga acrescenta a essa lista algo que nenhum dos outros tem: um antes e um depois medidos com precisão de metros, debaixo da água.

Levantamentos repetidos de alta resolução do fundo do mar, feitos antes e depois de uma erupção submarina, são raros, e quando existem costumam cobrir eventos modestos, como os derrames de lava do Axial Seamount, no Pacífico Norte, ou a atividade do Kick-’em-Jenny, no Caribe. A maioria dos sistemas de caldeira submarinos do planeta nunca foi mapeada em detalhe, ou foi levantada apenas em resolução grosseira. O Hunga oferecia uma oportunidade rara: o vulcão havia sido mapeado com sonar em 2015 e 2016, quando ninguém imaginava o que estava por vir, e a comunidade científica conseguiu mobilizar uma sequência de campanhas oceanográficas em abril, maio, julho e outubro de 2022. Pela primeira vez, uma caldeira recém-nascida de uma erupção dessa magnitude podia ser comparada, metro a metro, com o que existia antes.

Para entender o que aconteceu em Tonga é preciso olhar para o mapa tectônico do Pacífico Sudoeste. O arco de Tonga-Kermadec é uma cadeia de vulcões que se estende por cerca de 2.500 quilômetros, da Nova Zelândia até as vizinhanças de Samoa, acompanhando a linha onde a placa do Pacífico desce sob a placa Indo-Australiana. Essa convergência é a mais rápida da Terra: as placas se aproximam a cerca de 200 milímetros por ano, quase três vezes a velocidade com que a placa de Nazca avança contra a América do Sul na costa do Chile. Ao longo desse arco, os autores contam pelo menos 74 vulcões submarinos e 20 complexos de caldeira. O Hunga é um deles, e divide o setor central do arco com vizinhos de forma e composição semelhantes, como o Fonuafo’ou e o Tofua.

O vulcão fica a cerca de 190 quilômetros a oeste do eixo da fossa de Tonga e a uns 30 quilômetros a oeste da frente soerguida do arco, numa zona em que a crosta sofre uma extensão fraca. Trata-se de um estratovulcão de composição basáltico-andesítica com cerca de 1.800 metros de altura, quase inteiramente submerso. Antes de 2022, apenas duas ilhas de uns 2 quilômetros de comprimento e menos de 140 metros de altitude despontavam na borda da caldeira: Hunga Ha’apai, a noroeste, e Hunga Tonga, a nordeste. A batimetria anterior à erupção mostrava ainda cristas estruturais ligando a caldeira do Hunga a uma segunda caldeira situada a cerca de 10 quilômetros a sudeste, orientadas a 45 graus em relação à fossa, um ajuste local da crosta à subducção ligeiramente oblíqua, de uns 10 graus, que ocorre na região.

As ilhas expõem sequências de rochas piroclásticas e lavas inclinadas para fora da caldeira, e a datação por radiocarbono desses depósitos, somada à correlação geoquímica de cinzas que caíram a favor do vento, indica que o Hunga já havia produzido ao menos uma erupção formadora de caldeira por volta do ano 1100 da nossa era. Depósitos mais antigos sugerem que esse ciclo se repete. Entre um grande evento e outro, o vulcão exibe erupções explosivas rasas do tipo surtseyano, em que o magma encontra a água do mar a pouca profundidade e a converte em vapor de modo violento, a partir de bocas situadas nas margens da caldeira: houve registros em 1912, 1937, 1988, 2009 e 2014-2015. Esta última ergueu um cone de cinzas com 2 quilômetros de diâmetro que uniu as duas ilhas numa só, formação que a NASA passou a estudar como laboratório natural para entender a erosão de terrenos jovens em Marte.

Foi exatamente nessa região de bocas, no setor noroeste da caldeira, que a sequência eruptiva de 2021-2022 começou, em 20 de dezembro de 2021. Durante semanas, o vulcão lançou plumas de vapor e cinza visíveis a partir de Tongatapu, numa atividade que parecia repetir o padrão contido das décadas anteriores. As imagens de satélite da época mostram a ilha unida, com o cone central fumegando. Em 14 de janeiro, uma explosão maior arrasou esse cone. No dia seguinte veio o evento climático, com uma potência que ninguém havia previsto. Os registros sísmicos e barométricos classificariam a erupção entre as mais explosivas do último século, e a pluma, carregada de água do mar vaporizada, levou à estratosfera uma quantidade de vapor capaz de alterar temporariamente o balanço de energia do planeta.

Uma caldeira não é uma cratera de explosão, e a distinção importa. Crateras são escavadas de fora para dentro, pela força das detonações; caldeiras formam-se de dentro para fora, pelo afundamento do terreno sobre um reservatório de magma que se esvaziou. Imagine um prédio cujo subsolo é um tanque cheio de líquido sustentando a laje do térreo. Se alguém abre um ralo e drena o tanque depressa, a laje perde o apoio e desaba inteira, como um bloco. No vulcão, o magma expelido deixa um vazio sob o edifício, a pressão no reservatório cai, e o teto rochoso cede ao longo de fraturas que se propagam de baixo para cima. Essas fraturas, chamadas de falhas anelares, desenham um anel aproximadamente circular em torno da região que afunda e servem depois como caminho para a subida de magma e fluidos, controlando a posição dos cones e das fontes hidrotermais na borda.

A reconstrução dessa história exigiu um esforço logístico considerável. Os dados anteriores à erupção vieram de dois levantamentos: um em novembro de 2015, a bordo do navio Pacific Rose, com um ecobatímetro de 160 quilohertz, e outro em maio de 2016, a bordo do navio de pesquisa Falkor, do Schmidt Ocean Institute, com um sistema de 30 quilohertz. Um ecobatímetro multibeam (multifeixe) funciona como um leque de sonar: emite dezenas ou centenas de pulsos sonoros ao mesmo tempo, em ângulos diferentes, e mede quanto cada eco demora para voltar do fundo. Conhecida a velocidade do som na água, cada tempo de retorno vira uma profundidade, e a varredura lado a lado, linha após linha, produz um mapa tridimensional do relevo submarino com resolução de poucos metros.

Depois da erupção, o mapa foi refeito como um mosaico. O quebra-gelo Araon, do Instituto Coreano de Pesquisa Polar, levantou o cume e os flancos em abril de 2022 com um sistema de 12 quilohertz e também coletou perfis sísmicos. O navio neozelandês Tangaroa cobriu os flancos externos entre abril e maio. O Pacific Horizon mapeou o platô do cume em maio. Entre julho e setembro, a embarcação de superfície não tripulada Maxlimer, da empresa britânica SEA-KIT, varreu a área da caldeira pilotada remotamente a partir da Inglaterra, solução que evitava expor uma tripulação ao risco de navegar sobre um vulcão ainda ativo. Em outubro, o Pacific Dawn repetiu o levantamento do cume. Todos os conjuntos de dados foram corrigidos para rumo, profundidade, balanço e arfagem e integrados numa grade com 10 metros de resolução horizontal.

Boa parte dessa mobilização veio do Projeto de Mapeamento do Fundo do Mar da Erupção de Tonga, iniciativa do instituto neozelandês NIWA com a Fundação Nippon, do Japão, que também financia o Seabed 2030, o esforço internacional para mapear todo o leito dos oceanos até o fim desta década. Até hoje, apenas cerca de um quarto do fundo marinho do planeta foi levantado com sonar em resolução adequada; o restante é conhecido somente por estimativas derivadas de medições de gravidade feitas por satélite, com resolução de quilômetros. É nessa escuridão que vive a maioria dos vulcões submarinos. O Hunga, visitado em 2015 e 2016 por campanhas que investigavam os vulcões submersos de Tonga, era uma exceção afortunada.

A parte emersa do vulcão recebeu tratamento igualmente minucioso. Imagens estereoscópicas dos satélites WorldView-2 e WorldView-3, da Maxar, com meio metro por pixel, geraram modelos digitais de elevação das ilhas com 1 metro de resolução, calibrados por faixas de altimetria a laser do satélite ICESat-2, da NASA, cuja precisão vertical absoluta é inferior a 20 centímetros. Imagens de radar da Constelação Radarsat, do Canadá, foram adquiridas a cada dois ou três dias entre dezembro de 2021 e abril de 2022, atravessando nuvens e cinza para acompanhar as mudanças da ilha semana a semana.

Drones fotografaram o que restou de Hunga Ha’apai e Hunga Tonga em maio e outubro de 2022, com técnicas de reconstrução tridimensional desenvolvidas na NASA para a exploração planetária. A equipe aplicou ainda um modelo harmônico cilíndrico, uma descrição matemática da forma da depressão que reproduziu cerca de 95% de sua geometria tridimensional e serviu para validar os volumes medidos diretamente a partir dos modelos de elevação. Integrando a batimetria e a topografia emersa, a equipe construiu um modelo de elevação de todo o edifício do Hunga, com 10 metros de resolução, nivelado contra o fundo do mar regional como referência estável; é a diferença entre as versões de antes e de depois desse modelo que fornece os volumes.

Com esse conjunto em mãos, o retrato do Hunga anterior a 2022 ganhou nitidez. A área do cume, com cerca de 5,6 quilômetros de diâmetro e uns 27 quilômetros quadrados, era contornada por aproximadamente 22 cones, a maioria com 100 a 160 metros de diâmetro, alguns maiores a oeste, com uns 200 metros, e um a leste com 700 metros. No centro havia uma bacia de 2 por 4 quilômetros, alongada na direção oés-sudoeste a lés-nordeste, com profundidades entre 150 e 200 metros.

A sudoeste de Hunga Ha’apai, as ondas haviam aplainado o cone de cinzas da erupção de 2009 até transformá-lo numa plataforma rasa. A borda sul era um baixio com menos de 10 metros de água, onde recifes de lava afloravam na maré baixa, e os cones de 1988 se alinhavam ao longo dessa margem. Era, em resumo, uma caldeira rasa, antiga e preenchida, uma tigela larga e pouco funda no topo de uma montanha submarina. Nada nesse relevo, mapeado em 2015 e 2016, anunciava a violência do que estava por vir.

O que os sonares encontraram em 2022 era outro lugar. A caldeira passou a medir entre 4,2 e 4,6 quilômetros de diâmetro, com um diâmetro estrutural, definido pelo ponto de inflexão das paredes internas mais íngremes, de 4 quilômetros, com incerteza de 400 metros. Em relação aos cerca de 4,5 quilômetros anteriores, o alargamento foi marginal; a mudança real foi vertical. O ponto mais profundo, a cerca de 850 metros abaixo do nível do mar, fica no setor noroeste, exatamente sob a área onde a sequência eruptiva começou. Ali, a parede é quase vertical, com inclinação de cerca de 70 graus. A leste e ao sul, em vez de um precipício único, as paredes descem numa sucessão de terraços concêntricos, cada vez mais íngremes para dentro, separados por escarpas de 100 a 150 metros de altura distribuídas entre 150 e 780 metros de profundidade.

Esses terraços são a assinatura do mecanismo de colapso. Eles não aparecem inclinados sobre planos de ruptura curvos, do tipo que se forma quando uma encosta desliza e gira, mas como degraus que afundaram em bloco, delimitados por falhas normais, aquelas em que um lado do terreno desce em relação ao outro. Em caldeiras pequenas, íngremes e recém-formadas como a do Hunga, as falhas anelares principais raramente ficam visíveis, porque estão enterradas sob o entulho; sua posição, porém, pode ser inferida a partir desses degraus, que se ramificam da zona principal de afundamento como fendas secundárias. A assimetria da depressão, mais funda a noroeste, sugere ainda que a perda de material foi maior na zona da boca eruptiva principal, uma leve inclinação do pistão enquanto descia.

Junto com o afundamento vieram os deslizamentos. As paredes internas cederam em avalanches submarinas cujas cicatrizes de arranque, as escarpas de cabeceira, têm de 500 metros a 1 quilômetro de largura, e cujos depósitos se estendem entre 1,6 e 2 quilômetros em direção ao centro. O volume total desses escorregamentos internos, estimado a partir da batimetria, fica entre 0,4 e 0,5 quilômetro cúbico. Fora da caldeira, a erupção escavou canais ao norte e a leste, arrancou uma camada inteira de sedimentos do flanco sul numa erosão em lençol e deixou cicatrizes em forma de crescente ao pé da encosta meridional, onde as correntes de densidade ganharam velocidade. Do total de 8,9 quilômetros cúbicos deslocados, 7,7 saíram de dentro da borda ampla da caldeira e 1,2 quilômetro cúbico foi removido da própria borda e dos flancos superiores do sul.

A contabilidade desses volumes é mais sutil do que parece. Dos 7,7 quilômetros cúbicos perdidos no interior, 6,85 correspondem à bacia da caldeira em si, o buraco deixado pelo colapso, e cerca de 0,9 quilômetro cúbico foi erodido da borda e dos canais do norte e do leste. Mas o buraco visível não é o buraco inteiro. Os perfis sísmicos mostram que o piso atual repousa sobre 100 a 150 metros de preenchimento piroclástico e detritos de deslizamentos, material que caiu de volta para dentro da depressão durante e depois do colapso. Somando esse volume escondido, de 0,3 a 0,4 quilômetro cúbico, a perda total sobe para 7,2 quilômetros cúbicos. Considerando ainda que o edifício vulcânico é mais denso que o magma e que parte da rocha foi dispersada como fragmentos na pluma, os autores fecham a estimativa geomórfica em 7 quilômetros cúbicos, com incerteza de 0,7.

Enxergar sob o piso da caldeira foi tarefa do Araon. Em abril de 2022, o navio coreano rebocou um sistema sísmico do tipo sparker (centelhador), equipamento que descarrega 5 mil joules entre eletrodos submersos para produzir uma faísca e, com ela, um pulso acústico que penetra nas camadas abaixo do fundo e volta refletido pelas interfaces entre materiais de densidades diferentes. Navegando a 4 ou 4,5 nós, o Araon registrou dois perfis cruzados, um de noroeste a sudeste e outro de oés-sudoeste a lés-nordeste. Neles, um refletor forte e contínuo a cerca de mil metros abaixo do nível do mar marca o piso estrutural da caldeira, a superfície de rocha que de fato afundou. Acima dele, as camadas planas do preenchimento piroclástico aparecem interrompidas por corpos irregulares, os depósitos de deslizamento.

É nesse detalhe que mora o achado central do estudo. Os depósitos de deslizamento aparecem abaixo, no meio e acima das camadas de preenchimento piroclástico. Se os deslizamentos tivessem acontecido depois da erupção, quando as paredes recém-expostas se acomodassem, seus depósitos estariam todos em cima, cobrindo o material da erupção. Se tivessem acontecido antes, estariam todos embaixo. A intercalação mostra que as paredes desabaram enquanto a erupção ainda despejava cinza e fragmentos dentro da caldeira; o colapso foi sineruptivo, ocorreu durante o evento, em ritmo acelerado, com avalanches sucessivas se alternando com a chuva de material piroclástico. Esse padrão é exatamente o que os modelos mecânicos preveem quando as falhas anelares rompem além do limite de equilíbrio das encostas, que então deslizam até alcançar ângulos estáveis.

Medida entre os levantamentos de antes e de depois, a subsidência vertical total varia de 1.100 a 800 metros, com média próxima de mil metros, e o afundamento mais intenso ocorreu a noroeste, sob a boca inicial. A geometria simples da depressão, com paredes escarpadas e piso plano, caracteriza o que os vulcanólogos chamam de colapso em pistão, em que o bloco central desce quase inteiro ao longo das falhas que o cercam. Na classificação proposta pelo vulcanólogo italiano Valerio Acocella em 2007, que descreve a maturidade de uma caldeira pela razão entre seu diâmetro estrutural e sua subsidência, o Hunga tem razão de cerca de 4, o que o coloca no estágio 4, o das caldeiras plenamente desenvolvidas, com falhas normais externas ramificando-se a partir de uma falha anelar reversa interna. Mesmo numa estimativa conservadora, que considerasse apenas 350 metros de afundamento, a razão de 11,4 ainda o manteria nessa categoria.

O passo seguinte foi perguntar quanta pressão o reservatório precisou perder para que o teto cedesse. A resposta depende da razão de aspecto do sistema, a profundidade até o topo da câmara magmática dividida pela largura da câmara. No Hunga, estudos anteriores situam o topo do reservatório a 2 quilômetros de profundidade e sua largura entre 4 e 5 quilômetros, o que dá uma razão entre 0,4 e 0,5. Quanto menor esse número, mais delgado é o teto em relação à largura do vazio que ele precisa sustentar.

Pelo critério publicado em 2023 pelo vulcanólogo japonês Nobuo Geshi e colegas, qualquer valor abaixo de 0,7 define uma caldeira fraca, com teto delgado em relação à largura da câmara e propensa a desabar com pouca descompressão. Aplicando as relações de atrito desses autores, a equipe calcula que bastou uma subpressão de cerca de 30 megapascais para disparar o colapso, o equivalente à pressão de uma coluna de água do mar com 3 quilômetros de altura, valor modesto para a escala de forças que atuam no interior de um vulcão.

Esse valor permite estimar quanto magma saiu do reservatório. O Hunga expele piroclastos andesíticos, e o reservatório mais raso, entre 2 e 10 quilômetros de profundidade, continha cerca de 27 quilômetros cúbicos de magma, segundo a modelagem gravimétrica publicada em 2023 por Hélène Le Mével e colaboradores. Com as dimensões da caldeira e a subpressão calculada, a retirada de apenas 26% desse volume já teria sido suficiente para iniciar o afundamento: algo entre 7 e 8 quilômetros cúbicos em Dense Rock Equivalent (equivalente em rocha densa), a medida padrão da vulcanologia que converte o volume de cinza, pedra-pomes e gás expelidos no volume compacto de magma que eles ocupariam dentro da Terra.

A concordância com os 6,85 quilômetros cúbicos medidos pela batimetria é notável para duas abordagens tão independentes, uma baseada na física do reservatório e outra na forma do buraco que ele deixou. Combinando-as, os autores concluem que a erupção envolveu pelo menos 8 quilômetros cúbicos de magma nessa medida, e sublinham que se trata de um piso, porque o cálculo não considera a recarga da câmara durante o evento, que as medições de gravidade indicam ter ocorrido. Magma novo entrando enquanto magma antigo saía significa que o total expelido pode ter sido ainda maior.

Para dimensionar esse número, a comparação com o século passado ajuda. A erupção do Pinatubo, nas Filipinas, em 1991, a segunda maior do século XX, expeliu cerca de 5 quilômetros cúbicos de magma em equivalente de rocha densa, e seus aerossóis reduziram a temperatura média do planeta em cerca de meio grau durante dois anos. Só o Novarupta, no Alasca, em 1912, superou esse volume. Se a estimativa de ao menos 8 quilômetros cúbicos para o Hunga se confirmar, a erupção de Tonga terá expelido mais magma que o Pinatubo, o que a coloca entre os maiores eventos vulcânicos dos últimos cem anos, com a diferença de que boa parte dessa energia foi gasta embaixo d’água, fragmentando rocha, cavando canais e empurrando o oceano.

Enquanto mapeavam o fundo, os sonares também escutavam a coluna d’água. Os dados acústicos de maio de 2022 flagraram plumas de fluidos subindo do piso da caldeira, assinaturas de bocas ainda ativas. A maior erguia-se de 450 a 500 metros acima de uma boca situada entre 650 e 700 metros de profundidade, na margem noroeste, e ocupava um volume de mais de 69 milhões de metros cúbicos na coluna d’água. Uma segunda pluma, de 38 milhões de metros cúbicos, saía de cerca de 650 metros de profundidade perto da borda sudeste do piso. Bocas menores borbulhavam acima das escarpas da parede noroeste, entre 50 e 130 metros de profundidade. Em outubro, as duas grandes plumas profundas haviam sumido, sinal de que a desgaseificação cessou com a retirada do magma ou de que os condutos foram selados por minerais hidrotermais. As fontes rasas, junto a Hunga Ha’apai, continuavam ativas.

A posição dessas bocas conta parte da história do dia 15 de janeiro. A noroeste, onde a subsidência foi maior e as encostas são mais íngremes, estavam as bocas das erupções de 2014-2015 e de 2021-2022, o que aponta esse setor como o sítio principal da primeira fase do evento. Perto da pluma profunda do sul, por sua vez, foram encontradas bombas vulcânicas resfriadas sob a água com composição compatível com os estágios finais da erupção, indício de que essa boca seguiu ativa depois que a caldeira já havia desabado. Antes de 2022, a distribuição dos cones em torno da borda encaixava-se num tipo de caldeira em que as bocas se espalham pela margem; depois, elas passaram a se alinhar em arco paralelo à borda, em lados opostos da depressão, seguindo a orientação das estruturas tectônicas regionais que cortam a área.

Perfis de condutividade, temperatura e profundidade coletados dentro da caldeira três e nove meses depois da erupção revelaram que a água ali se comporta como a de um lago de cratera, e não como a do oceano aberto ao redor. Uma camada superficial quente e menos salgada estende-se até 150 ou 200 metros e, abaixo dela, até o piso, há um corpo homogêneo de água mais fria e mais densa, separado do de cima por uma termoclina bem marcada. As plumas de gás e partículas que sobem do fundo são defletidas justamente nessa interface. Entre abril e outubro, a salinidade da camada profunda diminuiu um pouco e o conjunto ficou mais homogêneo, sinal de que há pouca mistura vertical e de que a saída contínua de fluidos hidrotermais pode estar alterando lentamente a química da bacia. Essa estratificação permaneceu estável por ao menos nove meses após o evento.

Fora isso, o vulcão parece ter entrado numa fase de repouso. Entre maio e outubro de 2022, as batimetrias repetidas não detectaram mudanças morfológicas substanciais, nem novos deslizamentos de grande escala, nem sinais de vulcanismo dentro da caldeira. Os terremotos registrados após a erupção indicam uma retirada progressiva de magma do sistema. Ainda assim, as plumas rasas que persistem junto a Hunga Ha’apai, a menos de 150 metros de profundidade, mostram que fluidos magmáticos continuam migrando para cima ao longo das falhas anelares. Na superfície, o que restou das ilhas segue sendo devorado pelas ondas. As imagens de satélite reunidas pelos autores, de dezembro de 2021 a outubro de 2023, mostram a ilha unida de 2015 reduzida, entre os registros de 15 e 17 de janeiro, a dois fragmentos separados, e esses fragmentos encolhendo ano após ano, com Hunga Tonga quase apagada do mapa.

Para situar o Hunga entre seus pares, o grupo o comparou com um banco de dados global de 177 caldeiras de colapso. Com cerca de 4 quilômetros de diâmetro, a caldeira tonganesa está entre os 12% menores do catálogo. Já sua subsidência de aproximadamente 1 quilômetro fica na média global, e a razão entre afundamento e diâmetro, de 0,25, é mais alta do que a da maioria das caldeiras com menos de 10 quilômetros. Nesse quesito, o Hunga se parece com Newberry, nos Estados Unidos, o Somma-Vesúvio, na Itália, Nisyros, na Grécia, Fantale, na Etiópia, e Miyakejima, no Japão. Este último caso é instrutivo: em 2000, o cume do Miyakejima desabou e formou uma caldeira de 1,6 quilômetro de diâmetro, mas o processo se arrastou por cerca de 40 dias, acompanhado em tempo real por geólogos. No Hunga, uma depressão mais larga e mais funda formou-se em horas.

A dimensão modesta é coerente com o que se sabe de sistemas magmáticos de composição intermediária e máfica, mais pobres em sílica, cujo rastro na superfície costuma ser menor do que o das grandes caldeiras riolíticas, como as de Yellowstone ou do Toba. O afundamento profundo, por sua vez, pode refletir a fragilidade de um edifício submarino construído de tufos e sedimentos vulcanoclásticos, com lavas em almofada isoladas e intrusões rasas, material que oferece pouca resistência quando o apoio some. A crosta oceânica da placa Indo-Australiana sob o arco de Tonga tem cerca de 20 quilômetros de espessura e composição basáltica, o suficiente para abrigar reservatórios na crosta média, condição que favorece a formação de caldeiras. Com razão de aspecto de 0,5 e subpressão crítica de 30 megapascais, o Hunga ocupa a média de um subconjunto de 32 caldeiras com menos de 10 quilômetros, ao lado de Askja, na Islândia, do Somma-Vesúvio e do Tambora.

O ponto em que o estudo deixa a geologia pura e entra no terreno do risco é o tsunami. A erupção de 2022 gerou o maior e mais alto tsunami já registrado a partir de um vulcão submarino, superando os casos mais bem documentados da história recente, o Krakatoa incluído. Ondas atingiram cerca de 40 metros de altura a distâncias de até 100 quilômetros da fonte, e a energia atravessou o Pacífico até o Peru, o Japão e a costa oeste das Américas. Os autores argumentam que a rapidez e o estilo do colapso provavelmente amplificaram essa onda. Um piso de 4 quilômetros de diâmetro afundando centenas de metros em poucas horas desloca uma quantidade colossal de água, e a física é a de um êmbolo puxado para baixo num cilindro cheio: a superfície acompanha. Vulcões relativamente pequenos, portanto, podem produzir ondas desproporcionais ao seu tamanho quando desabam depressa.

O alerta ganha peso quando se olha para o restante do arco. Dois episódios recentes de tsunami vulcânico perto das ilhas Curtis e Cheeseman, no arco de Kermadec, foram atribuídos ao falhamento em trapdoor (alçapão) de uma caldeira submersa, em que o piso cede de forma assimétrica, preso numa borda e solto na outra, sem qualquer erupção na superfície. A região abriga dezenas de sistemas semelhantes, a maioria sem mapa de referência e sem instrumentos de monitoramento. O Hunga mostra que uma caldeira de 4 quilômetros, pequena na escala global, basta para gerar um tsunami de alcance oceânico quando o colapso é rápido. A lição é desconfortável para quem planeja sistemas de alerta: o tamanho do vulcão é um mau indicador do tamanho da onda.

Há um segundo mecanismo de perigo que o colapso ativa. O fraturamento associado ao afundamento e o desenvolvimento das falhas anelares podem abrir caminho para a entrada súbita e profunda de água do mar no reservatório magmático raso, transformando radicalmente a explosividade da erupção, já que a conversão instantânea de água em vapor multiplica o volume do fluido e fragmenta o magma em cinza fina. É esse encontro que explica as onze horas de interação explosiva entre magma e água no Hunga e a altura descomunal da pluma. O mesmo processo alimenta as correntes de densidade vulcanoclásticas, avalanches submarinas que, em 2022, abriram sulcos com mais de 100 metros de profundidade nos flancos do vulcão, destruíram ecossistemas do fundo e romperam mais de 190 quilômetros de cabos submarinos de telecomunicações, deixando Tonga sem internet e sem contato com o exterior durante semanas.

Daí a conclusão prática do artigo, que soa como um alerta dirigido a governos e agências de monitoramento. Os autores defendem a urgência de mapeamentos repetidos de alta resolução do fundo do mar em vulcões submarinos, como base para avaliar o risco, aprimorar os sistemas de alerta precoce de tsunami e proteger a infraestrutura submarina crítica, sobretudo em regiões mal levantadas como o Pacífico Sudoeste. A lógica é simples: sem um mapa de antes, nenhum levantamento de depois consegue dizer o que mudou.

O Hunga só pôde ser estudado porque, por acaso, havia sido mapeado em 2015 e 2016. Para a maioria dos 20 complexos de caldeira do arco de Tonga-Kermadec, e para centenas de vulcões submarinos em outros arcos do planeta, esse mapa de referência não existe. A presença de cinco pesquisadores do Serviço Geológico de Tonga entre os autores, num país de pouco mais de 100 mil habitantes espalhados por mais de 170 ilhas, lembra quem está na linha de frente desse risco.

O que fica em aberto é tão instigante quanto o que foi respondido. O estudo não sabe quanto preenchimento a caldeira tinha antes de 2022, o que limita a precisão da subsidência calculada; não sabe quanto magma entrou no reservatório durante o evento; e não pode dizer quanto tempo o sistema levará para se recarregar. O registro geológico das ilhas sugere que o Hunga repete erupções formadoras de caldeira em ciclos de séculos, e a de 2022 zerou esse relógio. Vizinhos como o Tofua, o Fonuafo’ou e o Kao, este último um cone emerso de 1.030 metros de altura, compartilham forma, composição e tamanho de caldeira com o Hunga, e os autores os apontam como potenciais precursores de caldeiras, candidatos a repetir o roteiro um dia. Cada um deles merece, no mínimo, o mapa que o Hunga teve a sorte de ter.

Hoje, quem navega sobre o Hunga não vê nada além de mar aberto e dois fragmentos de ilha corroídos pelas ondas. A superfície se fechou sobre a ferida com a indiferença de sempre. Mas a 850 metros abaixo do casco há um anfiteatro de paredes escarpadas e terraços em degrau, atapetado por quase um quilômetro cúbico de entulho, com fontes quentes ainda borbulhando nas margens e um reservatório de magma que começou de novo a se encher. Os oceanos cobrem a maior parte dos vulcões da Terra e escondem a maior parte do que eles fazem. Por um breve intervalo, graças a um mapa feito por acaso e a uma frota de navios, satélites e robôs, conseguimos ver um deles no ato de desabar. A pergunta que o artigo deixa não é se isso vai acontecer de novo, mas onde, e se estaremos olhando para o lugar certo quando acontecer.