science >> Wetenschap >  >> Natuur

Vroege waarschuwingssignalen luidden fatale ineenstorting van de Krakatau-vulkaan in

Een dronebeeld twee weken nadat de flank instortte. De vulkaantop die 320 meter lang was, ontbreekt. Krediet:GFZ

Op 22 december 2018, een flank van de Anak Krakatau-vulkaan stortte in de Soenda-straat tussen de Indonesische eilanden Sumatra en Java, veroorzaakte een tsunami waarbij 430 mensen omkwamen. Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van Thomas Walter van het Duitse onderzoekscentrum voor geowetenschappen GFZ in Potsdam heeft nu aangetoond dat de vulkaan duidelijke waarschuwingssignalen produceerde voordat hij instortte. Dit was het resultaat van de analyse van een grote hoeveelheid gegevens uit meerdere bronnen die zijn verzameld tijdens metingen op de grond, maar ook door drones en satellieten.

Satellietgegevens, bijvoorbeeld, vertoonde maanden voor de catastrofe verhoogde temperaturen en grondbewegingen op de zuidwestelijke flank. Seismische gegevens en laagfrequente geluidsgolven van een kleinere aardbeving twee minuten voor de plotselinge ineenstorting van een groot deel van de vulkaan luidden de fatale gebeurtenis in. Deze ineenstorting veroorzaakte uiteindelijk de dodelijke tsunami. De onderzoekers willen de analyse van deze complexe gebeurteniscascade gebruiken om de monitoring en vroege detectie van andere vulkanen te verbeteren. Hun studie werd gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie .

Vulkanische eilanden zoals Anak Krakatau bestaan ​​vaak uit onstabiel materiaal. Daarom, zo nu en dan, een ineenstorting van vulkanische flanken vindt plaats op deze eilanden. Nog, dit was tot nu toe niet precies gemeten. "In Krakatau, hebben we voor het eerst kunnen waarnemen hoe de erosie van zo'n vulkanische flank plaatsvond en welke signalen dit aankondigden, " zegt Thomas Walter, een vulkanoloog bij de GFZ. In hun onderzoek aan Anak Krakatau konden de onderzoekers aantonen dat gedurende maanden, de beweging van de zuidoostflank naar de zee vormde een soort glijbaan. De plotselinge versnelde verschuiving van de flank in de zee, de zogenaamde flankinstorting, duurde slechts twee minuten en werd gemeten door seismografen en infrageluidsnetwerken voordat de eerste effecten van de tsunami de kusten hadden bereikt.

"We hebben een uitzonderlijk breed scala aan methoden gebruikt:van satellietobservatie tot seismische gegevens op de grond, van infrageluid tot dronedata, van temperatuurmetingen tot chemische analyse van uitbarstingsproducten, ", zegt Thomas Walter. "De tegenwoordig bijna onbeperkte toegang tot wereldwijde data was daarbij cruciaal. In de dagen na de tsunami, het stelde ons in staat om dit evenement tegelijkertijd op verschillende locaties in verschillende landen te analyseren."

Seismische beelden tonen een kleine aardbeving slechts 2 minuten voor de aardverschuiving. De aardverschuiving duurde slechts twee tot drie minuten, onmiddellijk gevolgd door de uitbarsting van Anak Krakatau. Krediet:GFZ

Verbeterde monitoringsystemen als doel

Net als bij Anak Krakatau zouden dergelijke gebeurtenissen zich ook kunnen aankondigen op andere vulkanische eilanden in de Atlantische Oceaan, Stille Oceaan of zelfs in de Middellandse Zee, waarop de resultaten van het onderzoek dan vermoedelijk zouden kunnen worden overgedragen, volgens Walter. "We gaan ervan uit dat vroegtijdige waarschuwingssystemen voor tsunami's ook rekening moeten houden met gebeurtenissen veroorzaakt door aardverschuivingen. Die vulkanen die het risico lopen te slippen, moeten worden geïntegreerd in de monitoringsystemen."

Seismoloog Frederik Tilmann van GFZ en Freie Universität Berlin was ook betrokken bij het onderzoek. Hij zegt dat het ongebruikelijke seismische patroon van de instorting van de flank een bijzondere uitdaging was bij het analyseren van de gegevens. In tegenstelling tot tektonische aardbevingen, slechts een klein deel van dit patroon bestond uit hoge frequenties rond de 1 Hertz (1 oscillatie per seconde). In plaats daarvan, de aardbevingsgolven bevatten sterkere componenten in het bereik van lage frequenties tot ongeveer 0,03 Hertz (1 oscillatie per 35 seconden). "Deze eigenschap was de reden waarom de gebeurtenis niet werd gedetecteerd in een routinematige evaluatie, ', zegt Tilmann.

De inspanning van monitoringsystemen zal zich terugbetalen, aangezien een groot deel van de slachtoffers van vulkanen in de afgelopen twee eeuwen niet door de uitbarstingen zelf zijn omgekomen, maar door aardverschuivingen en tsunami's, volgens Walter. De nieuwe resultaten laten zien dat het gevaar van instortende vulkanen tot nu toe is onderschat. De eerste stap is nu om de vulkanen met een bijzonder risico te identificeren en bestaande meetmethoden aan te vullen met extra sensoren en nieuwe algoritmen voor evaluatie. "We zijn ervan overtuigd dat onze bevindingen zullen leiden tot de ontwikkeling van verbeterde monitoringsystemen, " zei Wouter.