Wetenschappers hebben een geautomatiseerd systeem voor vroegtijdige waarschuwing ontwikkeld voor vulkaanuitbarstingen, volgens een nieuwe studie. Het nieuwe systeem hielp regeringsfunctionarissen het publiek te waarschuwen voor dreigende uitbarstingen in Italië en zou mogelijk hetzelfde over de hele wereld kunnen doen, volgens de auteurs van de studie.

Nieuw onderzoek in de Journal of Geophysical Research:Solid Earth , een tijdschrift van de American Geophysical Union, beschrijft het nieuwe systeem dat vulkanische geluiden bewaakt en automatisch ambtenaren waarschuwt als er een uitbarsting dreigt. De auteurs van het onderzoek hebben dit systeem gedurende een periode van acht jaar op de Etna getest, een vulkaan op het eiland Sicilië. Door gebruik te maken van het nieuwe systeem, de Italiaanse regering heeft ongeveer een uur voor een uitbarsting voor het eerst eind 2015 een noodplan geactiveerd.

Een meerderheid van de ongeveer 1, 500 actieve vulkanen over de hele wereld worden niet in realtime gevolgd. Veel vulkanen worden gemonitord met methoden op basis van seismische golven, dat zijn trillingen van de aardlagen die kunnen worden veroorzaakt door uitbarstingen. Maar seismische golven zijn vaak niet goed in het onderscheiden van vulkanische explosies van andere processen, zoals interne magmabewegingen, aardbevingen, of stormen, aldus de auteurs van de studie. De meeste methoden vereisen input van vulkaanexperts en waarschuwingen worden pas verzonden nadat vulkanen beginnen uit te barsten.

Vliegtuigpiloten, bijvoorbeeld, moet zo vroeg mogelijk van vulkaanuitbarstingen op de hoogte zijn, zei Maurizio Ripepe, een geofysicus aan de Universiteit van Florence in Florence, Italië, en hoofdauteur van de nieuwe studie. In het verleden meerdere malen vliegtuigen ontmoetingen met vulkanische aswolken hebben geleid tot motorstoring.

"Tientallen seconden kunnen soms levens redden en schade verminderen, zoals in het geval van een aardbeving", zei Ripepe. "De noodzaak is om iets automatischs te hebben dat kan worden gebruikt om de procedure te versnellen om risico's te verminderen."

Door vulkanische geluiden kunnen vroegtijdige waarschuwingen snel en betrouwbaar worden afgegeven, volgens Ripepe. Vulkanen genereren laagfrequente geluiden die onhoorbaar zijn voor menselijke oren tijdens hun uitbarstingsprocessen, en deze infrasone golven kunnen duizenden kilometers afleggen en zijn nauwer verwant aan vulkaanuitbarstingen dan seismische golven, hij zei.

In de nieuwe studie onderzoekers luisterden jarenlang naar geluiden geproduceerd door de Etna met arrays van infrasone sensoren die 6 kilometer (3,7 mijl) van de vulkaan waren geplaatst.

Ze ontdekten dat de infrageluidsensoren op betrouwbare wijze uitbarstingssignalen kunnen identificeren. Van 2008 tot 2016, de sensoren detecteerden 57 van de 59 uitbarstingen en stuurden ongeveer een uur voor elke uitbarsting waarschuwingen naar de onderzoekers.

"Toen we dit succespercentage behaalden, [het ministerie van Italiaanse civiele bescherming] heeft besloten het als operationeel systeem te gebruiken, "Zei Ripepe. "Nu sturen we sms-berichten en e-mails naar de autoriteiten die de leiding hebben om een ​​noodplan te starten in geval van een vulkaanuitbarsting."

Op 4 december 2015, bijna twee uur voor een uitbarsting werd automatisch een waarschuwing afgegeven aan de Italiaanse regering, waardoor de regering ongeveer een uur voor een vulkaanuitbarsting voor het eerst noodplannen kon activeren, zei Rippe. De laatste vier jaar, het geautomatiseerde systeem is operationeel gebleven bij het bewaken van de Etna en heeft foutloos waarschuwingen afgegeven.

Om de voordelen van geautomatiseerde waarschuwingen uit te breiden naar de rest van de wereld, onderzoekers moeten infrageluid van andere soorten vulkanen bestuderen. Vroege uitbarstingsfasen in de Etna, die vroegtijdige waarschuwingen mogelijk maken, kan korter of volledig afwezig zijn in vulkanen met verschillende dynamiek, volgens de auteurs.

Een andere hindernis voor wereldwijde monitoring is het dekkingsgebied dat nodig is om alle actieve vulkanen over de hele wereld te monitoren, maar infrageluid zou een oplossing kunnen bieden, zei Rippe.

Het idee voor een wereldwijd waarschuwingssysteem zou zijn om infrasonische arrays te gebruiken om meerdere vulkanen tegelijk over lange afstanden te volgen, zei Rippe. Als eerste stap, de onderzoekers bestudeerden een array die honderden kilometers verwijderd was van de Etna. Ze vonden deze metingen gunstig en bestuderen nu arrays tot 1, 000 kilometer (621,3 mijl) verwijderd van de vulkaan.

"Dit opent een nieuwe manier om vulkanen op wereldschaal te monitoren, ' zei Rippe.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan AGU Blogs (http://blogs.agu.org), een gemeenschap van blogs over aarde en ruimtewetenschap, georganiseerd door de American Geophysical Union. Lees hier het originele verhaal.