Uren voor de uitbarsting van Sierra Negra in 2018, de grootste vulkaan van de Galápagos-eilanden, een aardbeving rommelde en verhoogde de grond in een oogwenk meer dan 6 voet. De gebeurtenis, die de uitbarsting veroorzaakte, werd in zeldzaam detail vastgelegd door een internationaal team van wetenschappers, die zei dat het nieuwe inzichten biedt in een van 's werelds meest actieve vulkanen.

"De kracht van deze studie is dat het een van de eerste keren is dat we een volledige uitbarstingscyclus in dit detail hebben kunnen zien bij bijna elke vulkaan, " zei Peter La Femina, universitair hoofddocent geowetenschappen aan Penn State. "We hebben Sierra Negra gevolgd vanaf de laatste uitbarsting in 2005 tot de uitbarsting van 2018 en daarna, en we hebben deze prachtige plaat die op zich al een zeldzaamheid is."

Gedurende bijna twee maanden in 2018, lava barstte uit de vulkaan, die ongeveer 19 vierkante mijl van Isabela Island beslaan, het grootste eiland van de Galápagos en de thuisbasis van ongeveer 2, 000 mensen en bedreigde diersoorten zoals de Galápagos-reuzenschildpad.

"De uitbarsting van Sierra Negra in 2018 was een werkelijk spectaculaire vulkanische gebeurtenis, voorkomend in het 'levend laboratorium' van de Galápagos-eilanden, " zei Andrew Bell, een vulkanoloog aan de Universiteit van Edinburgh. "Geweldig teamwerk, en een beetje geluk stelde ons in staat om deze unieke dataset vast te leggen die ons belangrijke nieuwe inzichten verschaft over hoe deze vulkanen zich gedragen, en hoe we toekomstige uitbarstingen beter kunnen voorspellen."

Terwijl Sierra Negra een van de meest actieve vulkanen ter wereld is, de afgelegen locatie maakte monitoring voorheen moeilijk. Wetenschappers gebruiken nu netwerken van op de grond gebaseerde seismische en GPS-meetstations en satellietobservaties om de vulkaan te observeren.

"Op basis van constante monitoring van de activiteit van Galapagos-vulkanen, we ontdekten een dramatische toename van seismische activiteit en een gestage stijging van de kraterbodem in Sierra Negra, " zei Mario Ruiz, directeur van het Geofysisch Instituut van Ecuador, het nationale controlebureau van het land. "Al snel namen we contact op met collega's uit het Verenigd Koninkrijk, Verenigde Staten en Ierland en stelde hen voor om samen te werken om de mechanismen te onderzoeken die leiden tot een dreigende uitbarsting van deze vulkaan. Dit onderzoek is een voorbeeld van internationale samenwerking en partnerschap."

De wetenschappers legden gegevens vast gedurende 13 jaar terwijl de magmakamer van de vulkaan geleidelijk werd bijgevuld na de uitbarsting van 2005, het benadrukken van de omringende korst en het creëren van aardbevingen. Dit ging door tot juni 2018, toen een aardbeving plaatsvond op het calderas-breuksysteem en de daaropvolgende uitbarsting veroorzaakte, zeiden de wetenschappers.

"We hebben dit verhaal van magma dat binnenkomt en het systeem onder druk zet tot het punt van falen en het hele systeem weer leegloopt door de uitbarsting van lavastromen, "Zei La Femina. "Dit is de eerste keer dat iemand dat in de Galápagos tot in detail heeft gezien. Dit is de eerste keer dat we de gegevens hebben om te zeggen, 'Oke, dit is wat hier is gebeurd.'"

Vaak tijdens vulkaanuitbarstingen, terwijl magmakamers de grond erboven leegmaken, zinkt en vormt een komachtige depressie, of een krater. Maar Sierra Negra beleefde een heropleving van de caldera, het verlaten van dit gebied hoger in hoogte dan het was vóór de uitbarsting, zeiden de wetenschappers.

Binnen in de Sierra Negra caldera is een "valdeurfout, " die aan het ene uiteinde scharniert, terwijl het andere kan worden opgetild door opkomend magma. De wetenschappers ontdekten dat de fout ervoor zorgde dat heuvels in de zes mijl brede caldera tijdens de aardbeving die de uitbarsting veroorzaakte, verticaal met meer dan 6 voet omhoog gingen.

Caldera heropleving, belangrijk om uitbarstingen beter te begrijpen, niet eerder zo gedetailleerd was waargenomen, rapporteerden de wetenschappers in het tijdschrift Natuurcommunicatie .

"Heropleving is typerend voor explosieve caldera's bij vulkanen zoals Yellowstone, niet het soort schildvulkanen dat we op de Galápagos of Hawaï zien, La Femina zei. "Dit geeft ons de mogelijkheid om naar andere vulkanen in de Galápagos te kijken en te zeggen:'Nou, dat is wat er had kunnen gebeuren om die caldera of die herrijzende bergkam te vormen.'"

De wetenschappers zeiden dat de bevindingen hun tegenhangers in Ecuador zouden kunnen helpen om onrust beter op te sporen en te waarschuwen voor toekomstige uitbarstingen.

"Er zijn mensen die op Isabella Island wonen, dus het is belangrijk om te bestuderen en te begrijpen hoe deze uitbarstingen plaatsvinden om de gevaren en risico's voor de lokale bevolking te beheersen, ' zei La Femina.