Massey-vulkanologen hebben de drijvende kracht ontdekt achter oververhitte gas- en aswolken van vulkaanuitbarstingen, die kunnen helpen levens en infrastructuur over de hele wereld te redden.

Wereldwijd 500 miljoen mensen in gevaar brengen, pyroclastische dichtheidsstromen (of pyroclastische stromen) zijn de meest voorkomende en dodelijke vulkanische bedreiging, 50 procent van de dodelijke slachtoffers veroorzaakt door vulkanische activiteit. Tijdens vulkanische gebeurtenissen, deze stromen transporteren hete mengsels van vulkanische deeltjes en gas over tientallen kilometers, het veroorzaken van schade aan de infrastructuur en verlies van mensenlevens.

Een van de problemen bij het bestuderen van deze verschijnselen is dat ze in het echte leven onmogelijk te meten zijn. Met behulp van Massey's Pyroclastische stroomuitbarsting Grootschalig Experiment (PELE) uitbarstingssimulatorfaciliteit, het team was in staat om het natuurlijke gedrag van vulkanische supergevaren te synthetiseren en deze stromen te genereren zoals ze in de natuur voorkomen, maar dan op kleinere schaal.

Tot nu, wetenschappers konden het mechanisme dat verantwoordelijk is voor de supermobiliteit van deze stromen niet vinden, en eerdere modellen waren niet in staat hun snelheid nauwkeurig te voorspellen, uitloop en verspreiding via gevarenmodellen, die levens en infrastructuur in gevaar brengen.

Massey University's universitair hoofddocent Gert Lube zegt dat door hun unieke experimenten, het raadselachtige wrijvingsbedrog mechanisme werd gevonden.

"Met enkele tonnen puimsteen en gas in beweging, onze grootschalige uitbarstingssimulaties onthulden het stroom-enigma dat onderzoekers al tientallen jaren verbijstert. We hebben een luchtkussen met lage wrijving gemeten dat in deze stromen zelf wordt gegenereerd en hun beweging bestendigt. We waren in staat om het resulterende stromingsgedrag wiskundig te beschrijven. Er is een intern proces dat korrelige wrijving tegengaat, waar luchtsmering ontstaat onder hoge basale afschuiving wanneer lucht plaatselijk naar beneden wordt gedwongen door omgekeerde drukgradiënten en deeltjes naar boven verplaatst.

"Dit verklaart hoe de stromingen zich over hellingen kunnen voortplanten, omzeil kronkelige stroompaden, en negeer ruwe ondergronden en vlak en oplopend terrein, zonder te vertragen."

"De ontdekking vereist een herevaluatie van wereldwijde risicobeperkingsstrategieën en modellen die tot doel hebben de snelheid te voorspellen, uitloop en verspreiding van deze stromen. De ontdekking van dit luchtsmeermechanisme opent een nieuwe weg naar betrouwbare voorspellingen van pyroclastische stroombewegingen en het extreme uitlooppotentieel van deze dodelijke stromen, waardoor toekomstige slachtoffers worden verminderd. Het zal worden gebruikt door gevarenwetenschappers, evenals besluitvormers, en zal naar verwachting leiden tot ingrijpende herzieningen van de voorspellingen van vulkanische gevaren."

Het artikel, "Generatie van luchtsmering binnen pyroclastische dichtheidsstromen, " werd gepubliceerd in Natuur Geowetenschappen .