Nieuw onderzoek onder leiding van de University of East Anglia (UEA) onthult dat scherpe variaties van het oppervlak van vulkanen de gegevens die door meetapparatuur zijn verzameld, kunnen beïnvloeden.

De oppervlakken van veel vulkanen hebben steile wanden of kliffen. Deze maken vaak deel uit van caldera's - grote kraters die zijn achtergelaten door een eerdere instorting - maar kunnen ook worden veroorzaakt door de vulkaan 'rifting' - of splijting - of instorting van sectoren, wanneer een deel van de zijkant van de vulkaan wegschuift.

Echter, het effect van deze variaties in het landschap is niet eerder overwogen in studies van oppervlaktevervorming in vulkanische gebieden, ook al zijn ze een gemeenschappelijk kenmerk.

In aanvulling, bewakingsapparatuur zoals tiltmeters worden meestal op caldera-randen geplaatst omdat ze vaak beter toegankelijk zijn, vooral als de caldera met meer gevuld is. Tiltmeters meten de horizontale gradiënt van verticale verplaatsing en kunnen kleine variaties benadrukken die onopgemerkt blijven met andere monitoringmethoden.

Nu onderzoekers van UEA, de US Geological Survey en de Universiteit van Bristol hebben ontdekt dat kenmerken zoals kliffen een omkering in het vervormingspatroon kunnen veroorzaken, wat leidt tot misleidende gegevens die worden geregistreerd door de tiltmeters. Hun bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Geofysische onderzoeksbrieven .

Het team bestudeerde de Kilauea-vulkaan op Hawaï, die afgelopen april uitbrak, resulterend in een instorting van de top die de kliffen rond de caldera heeft hervormd. Het heeft nu bijna verticale kliffen tot 500 meter en terrasachtige trappen van 50-150 meter.

De onderzoekers zeggen dat deze nieuwe structuren een impact kunnen hebben op de tilt gemeten op het bestaande netwerk van tiltmeters en implicaties hebben voor eventuele nieuwe monitoringapparatuur die wordt geïnstalleerd.

Hoofdonderzoeker Dr. Jessica Johnson, docent geofysica aan de UEA's School of Environmental Sciences, zei:"Kantelmetingen hebben een belangrijke rol gespeeld in de kennis van vulkanische processen op ten minste 40 vulkanen wereldwijd. Onze analyse benadrukt het belang van het overwegen van oppervlaktekenmerken bij het beoordelen van kantelmetingen bij actieve vulkanen, iets waar over het algemeen geen rekening mee wordt gehouden.

"Hoewel de inconsistente gegevens in Kilauea niet volledig kunnen worden verklaard door topografie, het kan enige invloed hebben. Na de meest recente ineenstorting in Kilauea zal dit probleem waarschijnlijk nog groter zijn en moet worden overwogen wanneer nieuwe monitoringinstrumenten worden geïnstalleerd."

De onderzoekers onderzochten na het vinden van anomalieën in gegevens verzameld van een van de tiltmeters op de caldera-rand bij Kilauea vóór de laatste uitbarsting. Ze keken of dit te wijten kon zijn aan de topografie en ontdekten dat de toen 80 meter hoge calderamuur ervoor zorgde dat gegevens van een van de monitorhellingmeters wegdraaiden van het ware centrum van vervorming.

"Deze bevindingen hebben implicaties voor het netwerkontwerp en de voortdurende monitoring, " zei dr. Johnson, die afgelopen juli Kilauea bezocht en daarvoor twee jaar op een onderzoeksbeurs aan het Hawaiian Volcano Observatory heeft doorgebracht.

"Ze suggereren dat andere hellingsmeters rond Kilauea en bij vulkanen wereldwijd kunnen worden beïnvloed door caldera-randen en andere scherpe variaties in het landschap."

Dr. Johnson voegde toe:"Als deze monitoringmethode al wordt gebruikt, zijn er dingen die gedaan kunnen worden om de datastroom te herstellen. Als er nieuwe tiltmonitors worden geïnstalleerd, moeten we voorzichtig zijn waar ze worden ingezet."

Co-auteur Dr. Juliet Biggs, van de Universiteit van Bristol, zei:"Begrijpen wat vulkaanvervorming veroorzaakt, is van cruciaal belang voor het verbeteren van de interpretatie van vulkanische monitoringgegevens, en het ontwikkelen van probabilisitische uitbarstingsvoorspellingen. Tiltmeters zijn erg gevoelig voor kleine veranderingen in de vulkanische leiding, maar hun metingen waren een uitdaging om te interpreteren.

"Deze studie werpt nieuw licht op hoe deze metingen worden beïnvloed door oppervlaktekenmerken zoals steile kliffen, en zal ongetwijfeld ons vermogen om de complexe monitoringsignalen te interpreteren verbeteren."