Vulkanologen beginnen satellietmetingen en wiskundige methoden te gebruiken om uitbarstingen te voorspellen en om beter te begrijpen hoe vulkanen werken, toont een nieuw artikel in Grenzen in aardwetenschappen .

Terwijl magma verschuift en onder het aardoppervlak stroomt, de grond erboven buigt en trilt. Moderne satelliettechnologieën, gelijk aan GPS, kan nu deze bewegingen volgen, en geowetenschappers beginnen te ontcijferen wat dit onthult over wat er ondergronds gebeurt - en ook wat er waarschijnlijk in de toekomst zal gebeuren.

"We zijn de eersten die een strategie hebben ontwikkeld met behulp van gegevensassimilatie om de evolutie van magma-overdruk onder een vulkaan met succes te voorspellen met behulp van gecombineerde gegevenssets voor grondvervorming gemeten door Global Navigation Satellite System (beter bekend als GPS) en satellietradargegevens, " legt Mary Grace Bato uit, hoofdauteur van de studie en een onderzoeker aan het Institut des Sciences de la Terre (ISTerre) in Frankrijk.

Bato en haar medewerkers behoren tot de eersten die testen of data-assimilatie, een methode die wordt gebruikt om nieuwe metingen op te nemen in een dynamisch model, kan ook worden toegepast in vulkaanstudies om dergelijke satellietgegevens te begrijpen. Meteorologen gebruiken al lang een vergelijkbare techniek om atmosferische en oceanische metingen te integreren met dynamische modellen, zodat ze het weer kunnen voorspellen. Klimaatonderzoekers hebben dezelfde methode ook gebruikt om de langetermijnevolutie van het klimaat als gevolg van koolstofemissies in te schatten. Maar vulkanologen beginnen net te onderzoeken of de techniek ook kan worden gebruikt om vulkaanuitbarstingen te voorspellen.

"De hoeveelheid satelliet- en grondgebaseerde geodetische gegevens (d.w.z. GPS-gegevens) is de laatste tijd enorm toegenomen, ", zegt Bato. "De uitdaging is hoe we deze gegevens efficiënt kunnen gebruiken en hoe we ze kunnen integreren met modellen om een ​​beter begrip te krijgen van wat er onder de vulkaan gebeurt en wat de uitbarsting veroorzaakt, zodat we bijna realtime en nauwkeurige voorspellingen van vulkanische onrust."

In hun laatste onderzoek Bato en haar collega's zijn begonnen deze vragen te beantwoorden door één type vulkaan te simuleren - die met beperkte "explosiviteit" uitbarsten als gevolg van de opbouw van onderliggende magmadruk. Door hun verkennende simulaties, Bato was in staat om de overdruk die een theoretische vulkaanuitbarsting veroorzaakt correct te voorspellen, evenals de vorm van het diepste ondergrondse magmareservoir en de stroomsnelheid van magma in het reservoir. Dergelijke reservoirs bevinden zich doorgaans mijlen onder het oppervlak en, als zodanig, ze zijn bijna onmogelijk te bestuderen met bestaande methoden.

Geowetenschappers moeten de huidige vulkanische modellen nog verbeteren voordat ze op grote schaal kunnen worden toegepast op echte vulkanen. maar Bato en haar collega's beginnen hun methoden al te testen op de Grímsvötn-vulkaan in IJsland en de Okmok-vulkaan in Alaska. Ze geloven dat hun strategie een belangrijke stap zal zijn in de richting van nauwkeurigere voorspellingen van vulkanisch gedrag.

"We voorzien een toekomst waarin dagelijkse of zelfs elk uur vulkanische voorspellingen mogelijk zullen zijn - net als elk ander weerbericht, ' zegt Bato.

Dit onderzoek maakt deel uit van een bredere verzameling artikelen gericht op de beoordeling van vulkanische gevaren.