Kei, kleur, VS:het vermogen van vulkanologen om uitbarstingsrisico's in te schatten, is grotendeels afhankelijk van het weten waar poelen magma zijn opgeslagen, diep in de aardkorst. Maar wat gebeurt er als het magma niet kan worden gezien?

Shane Rooyakkers, een postdoctoraal onderzoeker bij GNS Science in Nieuw-Zeeland, groeide op in de schaduw van de berg Taranaki op het Noordereiland van het land, wandelen op de vele vulkanen van het eiland. Vandaag, zijn onderzoek onthult verborgen gevaren die mogelijk al die tijd onder zijn voeten hebben gelegen.

Een nieuwe studie, gisteren gepubliceerd in Geologie , onderzoekt een bedreiging die vulkanologen pas onlangs hebben ontdekt:verrassend ondiepe magmapoelen die te klein zijn om te worden gedetecteerd met gewone vulkanische monitoringapparatuur. Zo'n magmalichaam werd in 2009 in IJsland ontdekt toen wetenschappers met het Iceland Deep Drilling Project per ongeluk rechtstreeks in het gesmolten gesteente boorden, twee kilometer ondieper dan de diepten waar eerder magma was gedetecteerd. Magma begon door het boorgat te kruipen, het bereiken van enkele meters voordat het werd gestopt met koude boorvloeistoffen. De studie voegt een cruciaal stukje informatie toe aan de puzzel door het verborgen magma te koppelen aan een eeuwenoude uitbarsting.

Rooyakkers, die hoofdauteur is van de studie en het werk heeft voltooid terwijl hij aan de McGill University was, vergeleek de samenstelling van het uitgedoofde magma, die glad vulkanisch glas had gevormd, met stenen van een uitbarsting van diezelfde vulkaan, Krafla, in 1724. Voor zijn studie, wetenschappers dachten dat het ondiepe magma waarin ze hadden geboord, was geplaatst na een reeks uitbarstingen in de jaren tachtig. Niemand verwachtte dat het verborgen magma verband zou houden met de uitbarsting van 1724, dus wat Rooyakkers vond was een verrassing.

"Toen we naar de composities uit 1724 keken, we vonden een bijna perfecte match voor wat werd bemonsterd tijdens het boren, Rooyakkers zegt. "Dat suggereert dat eigenlijk, dit magmalichaam is er al sinds 1724 en was eerder betrokken bij een uitbarsting bij Krafla. Dus dat roept de vraag op, 'Waarom heeft geofysica het niet opgepikt?'"

Het antwoord is maat. De meeste magmadetectie is gebaseerd op seismische beeldvorming, zoals oliemaatschappijen gebruiken om reserves diep onder de zeebodem op te sporen. Als er een aardbeving is, de instrumenten detecteren hoe lang het duurt voordat geluidsgolven door de korst reizen. Afhankelijk van de dichtheid van de rotsen, de geluidsgolven keren op verschillende tijdstippen terug. Dus als er water is, olie, of magma ondergronds opgeslagen, de geluidsgolven moeten het reflecteren. Maar deze verborgen magmakamers zijn te klein voor deze instrumenten, evenals andere detectietools, vinden.

"In traditionele benaderingen van vulkaanmonitoring, er wordt veel nadruk gelegd op het weten waar magma is en welke magmalichamen actief zijn, " zegt Rooyakkers. "Krafla is een van de meest intensief gecontroleerde en geïnstrumenteerde vulkanen ter wereld. Ze hebben alles behalve de gootsteen erop gegooid in termen van geofysica. En toch wisten we nog steeds niet dat dit rhyolitische magmalichaam op slechts twee kilometer diepte in staat was om een ​​gevaarlijke uitbarsting te veroorzaken."

Studies zoals Rooyakkers' suggereren dat kleinere, wijdverspreide magmalichamen komen misschien vaker voor dan eerder werd gedacht, het uitdagen van de conventionele opvatting dat de meeste uitbarstingen worden gevoed vanuit grotere en diepere magmakamers die betrouwbaar kunnen worden gedetecteerd.

Naast het niet kunnen volgen van magmatische activiteit, het plannen van uitbarstingen en het inschatten van risico's wordt moeilijker als wetenschappers vermoeden dat verborgen magmalichamen aanwezig kunnen zijn. Bijvoorbeeld, de Krafla-vulkaan wordt meestal gedomineerd door basalt, een soort magma dat de neiging heeft passief uit te barsten (zoals de recente uitbarsting bij Fagradallsfjall in IJsland) in plaats van in een explosie. Maar het verborgen magmalichaam bij Krafla is gemaakt van ryoliet, een magmatype dat vaak gewelddadige explosies veroorzaakt wanneer het uitbarst.

"Dus de zorg in dit geval zou zijn dat je een ondiep rhyolitisch magma hebt waar je niets vanaf weet, dus er is geen rekening mee gehouden bij het plannen van gevaren, Rooyakkers legt uit. "Als het wordt geraakt door nieuw omhoog bewegend magma, je zou een veel explosievere uitbarsting kunnen hebben dan je had verwacht."

Naarmate vulkanologen zich bewust worden van de gevaren die verbonden zijn aan deze ondiepe, gedistribueerde magmasystemen, ze kunnen werken aan het verbeteren van de monitoring, proberen deze verborgen magmapoelen vast te leggen. Een vulkanisch gebied afdekken met meer detectoren kan kostbaar zijn, maar door de resolutie van magma-beeldvorming te verbeteren, wetenschappers kunnen een gemeenschap of bedrijf veel meer besparen dan de kosten van het onderzoek. De risico's variëren van vulkaan tot vulkaan, Maar in het algemeen, naarmate we meer leren over deze magmasystemen, wetenschappers die zich bezighouden met het inschatten van gevaren, kunnen zich bewust zijn van de mogelijkheid van verborgen magma.

Ondanks de risico's die hij blootlegt, leven Rooyakkers nog rond vulkanen?

"O ja, zeker, "zegt hij met een lach. "Ik bedoel, met alles is een risico, is er niet?"