Door Sarah Baczewski • Bijgewerkt maart242022

Vulkanologen worden geconfronteerd met unieke uitdagingen bij het bestuderen van deze dynamische natuurlijke systemen. Omdat ze beperkte directe toegang hebben tot het binnenste van een vulkaan, vertrouwen ze op een reeks geavanceerde instrumenten om seismiciteit, temperatuur, grondvervorming, gasemissies en oppervlaktemorfologie te monitoren. Deze tools bieden realtime gegevens die uitbarstingen helpen voorspellen en noodhulp kunnen sturen.

Seismische monitoren

Vulkanen worden vaak omgeven door intense aardbevingsactiviteit. Een toename van de seismiciteit kan de beweging van magma onder het oppervlak signaleren. Seismometers, ook wel seimografen genoemd, registreren de omvang, frequentie en het epicentrum van elke beving. Het Hawaiian Volcano Observatory (HVO) beheert meer dan 60 seismische stations verspreid over het Big Island en levert gegevens met hoge resolutie aan onderzoekers over de hele wereld.

Warmtebeeldcamera's

Omdat directe observatie van het binnenste van een vulkaan onmogelijk is, gebruiken wetenschappers thermische beeldvorming om de warmte vast te leggen die wordt uitgestraald door ventilatieopeningen en kloven. Infraroodcamera's produceren kleurenkaarten die laten zien welke lavastromen actief opwarmen (nieuwer) en welke zijn afgekoeld (ouder). Deze informatie is van cruciaal belang voor het beoordelen van uitbarstingsstadia en potentiële gevaren.

Bodemvervorming

Het monitoren van veranderingen in de oppervlaktevorm van een vulkaan is essentieel voor het detecteren van magma-intrusies. Technieken omvatten Global Positioning System (GPS), elektronische afstandsmeting (EDM) en conventionele waterpasstelling. Tiltmeters meten bijvoorbeeld subtiele verschuivingen in de helling van de flank van een vulkaan. De Hawaiian Volcano Society maakt gebruik van tiltmeters die veranderingen van slechts één deel per miljoen kunnen detecteren, waardoor vroegtijdige detectie van inflatie- of deflatiegebeurtenissen mogelijk is.

Gasuitstoot

Vulkanen stoten een mix van gassen uit – kooldioxide, zwaveldioxide, waterstofsulfide en meer – die vingerafdrukken van ondergrondse processen met zich meedragen. Een plotselinge stijging van het zwavel- of koolstofdioxidegehalte kan duiden op het opstijgen van vers magma, terwijl een toename van waterstofsulfide vaak aan een uitbarsting voorafgaat. Om deze gassen veilig te kunnen bemonsteren, gebruiken vulkanologen spectrometers die de unieke lichtsignaturen van elk gas op afstand analyseren.

Radarkaarten

Lucht- en satellietradarsystemen genereren driedimensionale kaarten met hoge resolutie van de topografie van een vulkaan. Deze beelden onthullen structurele kenmerken, stroompaden en potentiële aardverschuivingszones. Gedetailleerde radargegevens ondersteunen niet alleen wetenschappelijke analyses, maar ook praktische evacuatieplanningen voor lokale autoriteiten.

Door gegevens uit deze diverse instrumenten te integreren, creëren vulkanologen een alomvattend, realtime beeld van het gedrag van een vulkaan, waardoor de voorspellingsnauwkeurigheid wordt verbeterd en levens worden beschermd.