Vulkanologen doen wat ze kunnen om het publiek voldoende te waarschuwen voor dreigende uitbarstingen, maar vulkanen zijn notoir onvoorspelbaar. Waarschuwingen worden soms gegeven met weinig tijd voor mensen om te reageren.

Dat kan binnenkort veranderen.

Werk geleid door onderzoeksassistent professor Társilo Girona, met het Fairbanks Geophysical Institute van de Universiteit van Alaska, heeft een methode onthuld waarmee wetenschappers - en het publiek - misschien jaren van tevoren kunnen worden gewaarschuwd voor een mogelijke uitbarsting.

De oplossing ligt in regelmatige en wijdverbreide monitoring van de stralingstemperatuur van de flanken van een vulkaan voordat de gebruikelijke waarschuwingssignalen verschijnen, zoals het smelten van gletsjers, zwavel geuren, verhoogde uitstoot van gassen, bevingen en vervorming.

Girona is de hoofdauteur van een artikel dat vandaag in het tijdschrift is gepubliceerd Natuur Geowetenschappen getiteld "Grootschalige thermische onrust van vulkanen gedurende jaren voorafgaand aan de uitbarsting." Het papier is co-auteur van Vincent Realmuto en Paul Lundgren, onderzoekswetenschappers bij NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië. Lundgren houdt toezicht op JPL's Earth Surface and Interior Group.

"Dit toont aan dat zeer grote gebieden in de vulkanen de afgifte van warmte verhogen, "Zei Girona. "Het is een proces dat zich afspeelt in, we kunnen niet zeggen in de hele vulkaan zelf, maar in zeer grote gebieden in de vulkaan. Het is een grootschalig proces."

Girona werkt ook samen met het Alaska Volcano Observatory, die evalueert hoe de onderzoeksresultaten het beste kunnen worden geïntegreerd in de monitoring van vulkanen in Alaska. De AVO is een samenwerkingsverband tussen UAF, de U.S. Geological Survey en de Alaska Division of Geological and Geophysical Surveys.

David Fee, AVO coördinerend wetenschapper bij UAF, zei dat de bevindingen vulkaanmonitoring kunnen versterken. Dat is belangrijk voor de luchtvaartindustrie, vooral in Alaska en vooral in de buurt van Anchorage en andere gemeenschappen die mogelijk op het pad van een aswolk zitten.

"Deze resultaten kunnen cruciale informatie opleveren over de beste manier om bestaande monitoringnetwerken aan te vullen, vooral voor moeilijk te volgen vulkanen in afgelegen delen van Alaska, " zei hij. "Elke voorafgaande informatie over uitbarstingen is nuttig."

Het onderzoek richtte zich op vijf vulkanen die de afgelopen 20 jaar zijn uitgebarsten of geëxplodeerd. die een breed scala aan gedragingen en kenmerken vertoonden, en die als representatief worden beschouwd voor vulkanen wereldwijd:Mount Redoubt in Alaska, Mount Ontake in Japan, Mount Ruapehu in Nieuw-Zeeland, Calbuco in Chili en Pico do Fogo in Kaapverdië, een eilandstaat voor de westkust van Afrika.

De onderzoekers analyseerden 16 ½ jaar thermische infraroodstralingsgegevens verzameld door NASA's Terra- en Aqua-satellieten.

De satellietgegevens waren nooit geanalyseerd met het oog op vroegtijdig bewustzijn op lange termijn van potentiële vulkanische activiteit.

Gerona, Realmuto en Lundgren wilden deze vraag beantwoorden:veroorzaakt vulkanische activiteit ondergronds een merkbare toename van de stralingstemperatuur aan het oppervlak lang voor een uitbarsting?

De gegevens gaven het antwoord voor alle vijf de bestudeerde vulkanen:een duidelijk "ja".

De onderzoekers schreven dat vulkanen thermische onrust kunnen ervaren "gedurende enkele jaren vóór de uitbarsting" en dat de onrust "wordt gedomineerd door een grootschalig fenomeen dat over uitgestrekte gebieden van vulkanische gebouwen werkt." Ze ontdekten ook dat de hitte toenam, ongeacht het type uitbarsting.

Mount Redoute, bijvoorbeeld, had een stijging van 0,85 graden Fahrenheit, plus of min 0,31 graden (0,47 graden Celsius, plus of min 0,17), van medio 2006 tot de grote uitbarsting van maart 2009. de stralingstemperatuur begon ongeveer een jaar eerder te stijgen dan het begin van andere waarschuwingssignalen. De stralingstemperatuur van Redoubt begon een jaar na de uitbarsting snel te dalen en is sinds 2014 laag gebleven.

De onderzoekers zeiden dat hun bevindingen wetenschappers in staat zullen stellen te anticiperen op uitbarstingen die moeilijk te voorspellen zijn met andere geofysische en geochemische methoden.

"Dit is vooral relevant voor freatische uitbarstingen (vulkanische gasexplosies), zoals die bij Ontake, Japan, in 2014, "Zei Girona. "Freatische uitbarstingen zijn over het algemeen erg moeilijk te anticiperen met traditionele methoden."

Het onderzoek, die Girona begon bij JPL en voortzette na zijn verhuizing naar het Geofysisch Instituut, geeft ook inzicht in de interactie tussen de magmatische gassen van een vulkaan en het ondergrondse systeem van oververhit water.

Lundgren zei dat de nieuwe aanpak, gecombineerd met instrumenten zoals GPS of satellietradarmetingen van oppervlakteverplaatsingen, kan nog meer onthullen over vulkaanprocessen.

Bijvoorbeeld, het team integreerde oppervlaktewarmte-emissies met oppervlakteverplaatsingen in een andere recente publicatie om het gedrag van Domuyo beter te begrijpen, een nieuw ontdekte vervormende vulkaan in Argentinië.