De uitbarsting van de vulkaan Kīlauea in Hawaï in 2018 bood wetenschappers een ongekende kans om nieuwe factoren te identificeren die zouden kunnen helpen bij het voorspellen van het risicopotentieel van toekomstige uitbarstingen.

De eigenschappen van het magma in een vulkaan beïnvloeden hoe een uitbarsting zal verlopen. Vooral, de viscositeit van dit gesmolten gesteente is een belangrijke factor bij het beïnvloeden van hoe gevaarlijk een uitbarsting kan zijn voor nabijgelegen gemeenschappen.

Zeer stroperige magma's zijn gekoppeld aan krachtigere explosies omdat ze kunnen voorkomen dat gas door ventilatieopeningen ontsnapt, waardoor er druk kan worden opgebouwd in het leidingsysteem van de vulkaan. Anderzijds, extrusie van meer viskeuze magma resulteert in langzamer bewegende lavastromen.

"Maar de viscositeit van magma wordt meestal pas goed gekwantificeerd na een uitbarsting, niet op voorhand, " legde Diana Roman van Carnegie uit. "Dus, we proberen altijd vroege indicaties van magma-viscositeit te identificeren die kunnen helpen bij het voorspellen van de uitbarstingsstijl van een vulkaan."

Ze leidde nieuw werk dat een indicator van de magmaviscositeit identificeerde die kan worden gemeten vóór een uitbarsting. Dit zou wetenschappers en noodmanagers kunnen helpen mogelijke patronen van toekomstige uitbarstingen te begrijpen. De bevindingen zijn gepubliceerd in Natuur .

Het evenement van 2018 omvatte de eerste uitbarstingsactiviteit in de lagere East Rift Zone van Kīlauea sinds 1960. De eerste van 24 kloven opende begin mei, en de uitbarsting duurde precies drie maanden. Deze situatie bood ongekende toegang tot informatie voor veel onderzoekers, waaronder Roman en haar collega's - Arianna Soldati en Don Dingwell van de Ludwig-Maximilians-Universiteit van München, Bruce Houghton van de Universiteit van Hawaï in Manoa, en Brian Shiro van het Hawaiian Volcano Observatory van de U.S. Geological Survey.

De gebeurtenis leverde een schat aan gelijktijdige gegevens op over het gedrag van magma met zowel hoge als lage viscositeit, evenals over de spanningen vóór de uitbarsting in het vaste gesteente dat ten grondslag ligt aan Kīlauea.

Tektonische en vulkanische activiteit veroorzaakt breuken, fouten genoemd, vormen in het gesteente dat de aardkorst vormt. Wanneer geologische spanningen ervoor zorgen dat deze breuken tegen elkaar bewegen, geowetenschappers meten de 3D-oriëntatie en beweging van de fouten met behulp van seismische instrumenten.

Door te bestuderen wat er in 2018 gebeurde in de lagere East Rift Zone van Kīlauea, Roman en haar collega's hebben vastgesteld dat de richting van de breukbewegingen in de lagere East Rift Zone voor en tijdens de vulkaanuitbarsting kan worden gebruikt om de viscositeit van opkomend magma te schatten tijdens perioden van voorafgaande onrust.

"We waren in staat om aan te tonen dat we met robuuste monitoring druk en stress in het sanitairsysteem van een vulkaan kunnen relateren aan de ondergrondse beweging van meer stroperig magma, Roman legde uit. "Hierdoor kunnen bewakingsexperts beter anticiperen op het uitbarstingsgedrag van vulkanen zoals Kīlauea en van tevoren reactiestrategieën aanpassen."