In een baanbrekende studie heeft een team van wetenschappers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) licht geworpen op de ingewikkelde mechanismen die vulkaanuitbarstingen veroorzaken die worden aangewakkerd door pyroclastische dichtheidsstromen (PDC's). Deze dodelijke verschijnselen, gekenmerkt door snel bewegende wolken van heet gas, as en vulkanische fragmenten, vormen aanzienlijke gevaren voor gemeenschappen die in de buurt van vulkanen wonen.

Met behulp van een combinatie van geavanceerde computermodellen en veldobservaties hebben de MIT-onderzoekers met succes de dynamiek van PDC's gesimuleerd en sleutelfactoren geïdentificeerd die hun beweging beïnvloeden. Hun bevindingen, gepubliceerd in het gerenommeerde tijdschrift 'Nature Geoscience', bieden cruciale inzichten in het voorspellen en beperken van de risico's die aan deze vulkanische gebeurtenissen zijn verbonden.

De kern van het onderzoek ligt in de ontwikkeling van een geavanceerd computermodel dat de complexe interacties tussen het hete vulkanische materiaal en de omringende atmosfeer nauwkeurig vastlegt. Met dit model kunnen de onderzoekers de evolutie van PDC's simuleren, vanaf hun initiële vorming bij de vulkanische opening tot hun destructieve voortplanting door het landschap.

Uit de simulaties blijkt dat PDC's zich op dezelfde manier gedragen als vloeistofstromen, waarbij hun beweging wordt bepaald door drijfvermogen, zwaartekracht en sleepkrachten. Terwijl heet vulkanisch materiaal uit de luchtopening wordt verdreven, stijgt het drijvend op, waardoor een torenhoge kolom ontstaat die enkele kilometers de lucht in kan reiken. Deze kolom stort vervolgens in onder zijn gewicht, waardoor krachtige dichtheidsstromen ontstaan ​​die langs de hellingen van de vulkaan naar beneden stromen.

De onderzoekers identificeerden twee kritische factoren die het gedrag van PDC's aanzienlijk beïnvloeden:de initiële temperatuur en de massastroomsnelheid van het vulkanische materiaal. Hogere temperaturen en hogere massastroomsnelheden leiden tot sneller bewegende en meer destructieve PDC's. Deze bevindingen benadrukken het belang van het monitoren van vulkanische activiteit en het nauwkeurig schatten van deze parameters om de potentiële risico's die gepaard gaan met een naderende uitbarsting te beoordelen.

Bovendien benadrukt de studie de rol van topografie bij het beïnvloeden van het pad van PDC's. Complex terrein, zoals valleien en bergkammen, kan de richting en snelheid van de stroming veranderen, waardoor mogelijk gevaar ontstaat voor onverwachte gebieden. De onderzoekers benadrukken de noodzaak van gedetailleerde kartering en gevarenbeoordelingen van vulkanische gebieden om rekening te houden met deze topografische effecten en om effectieve evacuatieplannen te ontwikkelen.

Door de ingewikkelde dynamiek van PDC’s te ontrafelen, vertegenwoordigt dit baanbrekende onderzoek een belangrijke stap voorwaarts in het begrijpen en beperken van de risico’s die gepaard gaan met vulkaanuitbarstingen. De inzichten uit dit onderzoek zullen beleidsmakers, noodmanagers en gemeenschappen helpen bij het ontwikkelen van robuustere paraatheids- en reactiestrategieën, waardoor uiteindelijk levens kunnen worden gered en de materiële schade bij deze natuurrampen kan worden verminderd.