Een geowetenschappelijk team onder leiding van de Universiteit van Zuid-Florida (USF) heeft een nieuwe manier ontwikkeld om de omvang van vulkaanuitbarstingen die duizenden jaren geleden plaatsvonden, te reconstrueren. het creëren van een uniek hulpmiddel dat wetenschappers kan helpen bij het begrijpen van eerdere explosieve uitbarstingen die de aarde hebben gevormd en om de manier te verbeteren om de gevaren van toekomstige uitbarstingen in te schatten.

Met het geavanceerde numerieke model dat het USF-team heeft ontwikkeld, kunnen wetenschappers uitbarstingssnelheden in de tijd reconstrueren door de afmetingen te schatten van de parapluwolken die bijdragen aan de accumulatie van enorme afzettingen van vulkanische as. Het onderzoek is gepubliceerd in de nieuwe editie van de Natuur logboek, communicatie, Aarde en Milieu .

Het onderzoek, die werd gebruikt om de 2 te ontcijferen, 500 jaar oude uitbarsting van een vulkaan in Ecuador, werd geleid door USF-promovendus Robert Constantinescu in samenwerking met USF-collega's Research Associate Laura Connor, Professor Chuck Connor, Universitair hoofddocent Sylvain Charbonnier, doctoraal alum Alain Volentik en andere leden van een internationaal team. USF's Volcanology Group is een van 's werelds toonaangevende centra voor vulkaanwetenschap en risicobeoordeling.

Wanneer grote explosieve uitbarstingen plaatsvinden, ze vormen zijdelings spreidende parapluwolken in de stratosfeer, het vergemakkelijken van het transport van fijnkorrelige as over honderden kilometers die zich bezinkt en grote stukken land bedekt.

Met de huidige technologie kunnen wetenschappers aswolken observeren. Echter, uitbarstingen uit het verleden worden gekarakteriseerd op basis van de geologische interpretatie van hun tefra-afzettingen - de stukken en fragmenten van rots die door een uitbarstende vulkaan in de lucht worden uitgestoten. Door het uitgebarsten volume en de massa te schatten, pluim hoogte, afmetingen van parapluwolken en andere kenmerken, de wetenschappers kunnen de vulkaanuitbarstingen begrijpen en karakteriseren, waardoor de voorspelling van toekomstige gebeurtenissen wordt verbeterd.

Met behulp van een reeks veldtechnieken gecombineerd met statistische en numerieke modellering, vulkanologen halen informatie uit de afzettingen om een ​​uitbarsting te karakteriseren en te classificeren op een van de meest gebruikte schalen, de vulkanische explosie-index (VEI). Tot nu, de meest gewilde informatie is de hoogte van de uitbarstingskolom en de totale uitbarstingsmassa of -volume, zei Constantinescu.

Maar na verloop van tijd, afzettingen eroderen en kunnen een onzeker beeld geven van oudere uitbarstingen. Ook, huidige modellen zijn beperkt in die zin dat ze aannemen dat alle vulkaanuitbarstingen voornamelijk verticale pluimen veroorzaakten, Constantinescu zei, en houd geen rekening met grote explosieve uitbarstingen die zich lateraal verspreidende paraplu-aswolken vormen.

Het werk van het USF-team laat zien dat de afmetingen van de parapluwolken de bepalende factor zijn bij het reconstrueren van grote explosieve uitbarstingen uit het verleden.

"Hoe beter we de aard van eerdere uitbarstingen kunnen reconstrueren uit afzettingsgegevens, hoe beter we kunnen anticiperen op mogelijke gevaren in verband met toekomstige explosieve uitbarstingen, ', schreef het team in het nieuwe tijdschriftartikel.

De onderzoekers stellen voor om de VEI-schaal bij te werken met de overkoepelende wolkendimensies, die nu gemakkelijk kunnen worden geschat met behulp van de wiskundige modellen die ze hebben ontwikkeld.

De onderzoekers pasten hun model toe op de tephra-afzetting van de uitbarsting van Pululagua, een nu slapende vulkaan ongeveer 80 kilometer ten noorden van de hoofdstad Quito. Ecuador wordt beschouwd als een van 's werelds meest gevaarlijke landen voor vulkanen. De vulkaan barstte voor het laatst uit naar schatting 2, 500 jaar geleden en het gebied is nu een geobotanisch reservaat dat bekend staat om zijn biodiversiteit en weelderig groen landschap.

Er zijn ongeveer 1, 500 potentieel actieve vulkanen wereldwijd, naast degenen die op de loer liggen onder de oceanen van de wereld. in 2020, er waren minstens 67 bevestigde uitbarstingen van 63 verschillende vulkanen, volgens het Smithsonian Institution Global Volcanism Program."Als in moderne tijden de overkoepelende wolken van grote uitbarstingen gemakkelijk kunnen worden waargenomen, we hebben nu de mogelijkheid om de overkoepelende wolken van eerdere uitbarstingen te schatten, "Zei Constantinescu. "Ons numerieke model stelt ons in staat om eerdere vulkaanuitbarstingen beter te karakteriseren en modellen te informeren voor toekomstige gevarenbeoordeling."