De uitbarsting van de vulkaan Anak Krakatau in Indonesië vorige maand en de dodelijke tsunami die daarop volgde, zorgden ervoor dat twee wetenschappers van de University of Rhode Island in actie kwamen.

Tsunami-expert Stephan Grilli en vulkanoloog Steven Carey waren van plan om de site volgende zomer te bezoeken om onderzoek te doen naar de nabijgelegen zeebodem. Het gebied rond Anak Krakatau is de voormalige locatie van de Krakatau-vulkaan, die in 1883 uitbrak en nog steeds wordt beschouwd als een van de grootste catastrofale vulkaanuitbarstingen in de moderne geschiedenis.

De recente uitbarsting van Anak Krakatau - wat 'zoon van Krakatau' betekent - biedt Grilli en Carey een nieuwe kans om aanvullende inzichten te krijgen en modellen te creëren waarvan ze hopen dat ze de Verenigde Staten zullen helpen zich beter voor te bereiden op toekomstige tsunami's.

"Met realtime bewijs zoals dit kunnen we onze ideeën testen en onze modellen valideren, " zei Grilli, een professor in oceaantechniek wiens onderzoek bijdraagt ​​​​aan het Amerikaanse National Tsunami Hazard Mitigation Program. "We hebben seismische bronnen, vulkanische eilanden en aardverschuivingen onder water in de Atlantische Oceaan en de Stille Oceaan die tsunami's kunnen veroorzaken die onze kusten kunnen treffen. Dus we maken tsunami-simulaties en kaarten om de mogelijke overstroming te laten zien die we kunnen tegenkomen."

Door episodische uitbarstingen van lava genaamd Stromboliaanse uitbarstingen, Anak Krakatau was gestaag gegroeid sinds het in 1928 uit de zee kwam. Die uitbarstingen namen in intensiteit toe vanaf juni vorig jaar, maar op 22 december stortte de vulkaan in tijdens een uitbarsting. Dit type ineenstorting en de bijbehorende tsunami was voorzien in een paper dat in 2012 werd gepubliceerd.

"Maar het kwam zonder waarschuwing, dus mensen werden verrast, " zei Grilli. Meer dan 430 mensen werden gedood door de tsunami.

Met behulp van getijmeters, satellietbeelden en foto's, Grilli creëerde een model van de instorting van de vulkanische flank veroorzaakt door de uitbarsting die laat zien hoe een deel van de zuidwestkant van de vulkaan in het water gleed en de tsunami veroorzaakte.

"Dicht bij de bron, ons model voorspelt dat de maximale golfhoogte ongeveer 40 meter was, en er werden meerdere golven gecreëerd met een korte pauze ertussen, " zei hij. "De maximale gerapporteerde impact was een golf van meer dan 5 meter bij het dorp Sumur aan de kust van Java."

De vulkaan is sterk verkleind en is nog steeds erg actief, wat voor problemen kan zorgen voor Grilli en Carey als ze dichtbij genoeg willen komen om het gebied eromheen in de komende maanden te overzien.

"Een groot deel van de vulkaan is mislukt, en vanuit vulkanologisch oogpunt, zeewater heeft nu toegang tot de ventilatieopening, water te laten mengen met het hete magma, " legde Carey uit. "Dat water flitst tot stoom en breekt het magma, een explosieve uitbarsting veroorzaken. Het resultaat zal een andere stijl van vulkanisme zijn die daar in de toekomst zal plaatsvinden. Het is een situatie die veel gevaren met zich meebrengt en die van invloed zal zijn of we er dichtbij kunnen komen."

Ideaal, de wetenschappers en hun collega's zullen een schip dichtbij genoeg manoeuvreren om monsters te verzamelen van het materiaal dat in de oceaan gleed, het volume van het materiaal beoordelen en hoe ver het over de zeebodem heeft afgelegd.

"Nu schatten we de omvang van de ineenstorting op basis van radarbeelden, maar we kunnen het onderzeeërgedeelte van de ineenstorting niet zien, ' zei Carey.

Grilli en Carey kregen $ 489, 000 subsidie ​​van de National Science Foundation afgelopen voorjaar om de plaats van de uitbarsting van 1883 te onderzoeken, samen met een bijpassende beurs aan collega's uit Engeland en Californië. Ze zijn nog steeds van plan hun oorspronkelijke plan te volgen, hoewel de recente uitbarsting hun tijdlijn kan opschuiven.

Hun doel is om de onderwaterafzettingen van lava van de uitbarsting van 1883 te bestuderen, omdat er nog veel vragen over zijn. Die uitbarsting veroorzaakte een tsunami-golf van 50 voet die grote schade aanrichtte op de eilanden Java en Sumatra, maar wetenschappers weten nog steeds niet precies hoe het is gebeurd.

"Het idee is dat nieuwe onderzoeken ons zullen helpen het mechanisme van de uitbarsting te recreëren, zodat we de tsunami die daarop volgde kunnen modelleren, "zei Grilli. "Er zijn drie mogelijkheden, de meest waarschijnlijke is een lozing van hete pyroclastische stromen in de zee, maar om het te bewijzen hebben we meer gegevens nodig om het te simuleren."

"Er was niet slechts één tsunami in 1883, er waren veel. En er was niet slechts één mechanisme voor de uitbarsting, " voegde Carey eraan toe. "We moeten nog steeds uitleggen hoe meerdere tsunami's zijn gebeurd."

Carey heeft de uitbarsting van Krakatau sinds het einde van de jaren tachtig bestudeerd met URI-faculteitslid Haraldur Sigurdsson, maar voor het grootste deel van die tijd bestudeerden ze het vanuit een vulkanologisch perspectief. Dit is de eerste keer dat het wordt beoordeeld met behulp van Grilli's geavanceerde tsunami-modellen.

"Toen Krakatau uitbarstte, er waren geen mensen, maar de energie van de uitbarsting werd via de tsunami over een veel groter gebied overgebracht, "Zei Carey. "Er zijn tegenwoordig vulkanen die hetzelfde mechanisme kunnen hebben en verwoestende tsunami's kunnen veroorzaken waar we vandaag op voorbereid moeten zijn."