science >> Wetenschap >  >> Natuur

Rechtszaak laat zien hoe complex het is om een ​​vulkaanuitbarsting te voorspellen

Krediet:Pixabay/CC0 publiek domein

Terwijl de voorlopige hoorzitting van vandaag over de tragedie in Whakaari White Island onthulde dat de meeste van de 13 aangeklaagde partijen nog geen pleidooien hebben ingediend, er is geen betwisting van de basisfeiten.

De uitbarsting van 9 december 2019 trof toen 47 mensen op het kleine eiland waren; 22 mensen stierven en overlevenden bleven achter met ernstige of kritieke verwondingen.

Maar wat zal er echt voor de rechter komen als de procedure wordt hervat, waarschijnlijk in september? uiteindelijk, het komt neer op hoe de personen die op de dag aanwezig waren het natuurlijke gevaar en risico ervoeren, en vooral de onzekerheid.

Dit begrip berust op processen die we hebben ingevoerd om de risico's voor werknemers en toeristen die worden blootgesteld aan onvoorspelbare natuurlijke omgevingen te communiceren en te beheren. Het zijn echt deze processen die moeten worden berecht.

Wetenschappers staan ​​in de frontlinie om de vulkanische natuur te begrijpen. Ze gebruiken fysieke, chemische en geologische methoden om in vulkanische systemen te graven.

Deze kennis is de eerste stap in een lange keten:voedingsmodellen van vulkanische processen, die worden gebruikt om gevarenvoorspellingen te produceren die, Tenslotte, worden omgezet in gevarenkaarten en openbare waarschuwingen. Maar elke stap heeft zijn onzekerheden, en geen enkele wetenschapper is zeker van de toekomst - alleen de kansen.

Toezicht op vulkanisch gevaar

Om een ​​vulkaan als Whakaari in de gaten te houden, we kunnen niet direct onder de uitbarstingsopening kijken. In plaats daarvan, we interpreteren interne processen indirect, met behulp van seismische sensoren, gasproductie, warmtestroom en satellietmetingen - en bepaal vervolgens wat de gegevens betekenen. Er is niet altijd een duidelijk antwoord.

Bijvoorbeeld, als de gas- en warmteafgifte dalen, het kan betekenen dat het systeem afkoelt of dat het magma is afgenomen. Of, het kan zijn dat er zich een klei- of vloeibare zwavelafdichting heeft gevormd, het vasthouden van gas en warmte. Het verschil in risico en gevolg is uiteraard enorm.

We zijn sterk afhankelijk van seismische gegevens (trillingen op de grond meestal te klein voor mensen om te voelen) die door GeoNet in realtime worden verzameld. Maar het vulkanische systeem is "luidruchtig" dankzij oceaangolven, wind of regen. Sommige seismische signalen zijn verschillend, zoals het kraken van gesteente wanneer magma stijgt, andere zijn diffuus, zoals vloeistoffen die door holtes bewegen.

We leren voortdurend over nieuwe kenmerken van het vulkanische systeem van Whakaari. Het ventilatiegebied verandert na elke uitbarsting en wordt beïnvloed door diepe en ondiepe processen, zoals magma-intrusie, een meer over de krater of aardverschuivingspuin.

Magma stijgt op ongewone manieren, soms abrupt, maar vooral langzaam bij Whakaari. Het blijft vaak gewoon ver onder de krater hangen, langzaam kristalliseren en ontgassen op zijn plaats.

Het communiceren van monitoringinformatie om gevaren en risico's te voorspellen vereist een zekere mate van vereenvoudiging. Het is over het algemeen onmogelijk om zwart op wit te zeggen of mensen een vulkaan op moeten. Er moeten drempels voor aanvaardbaar risico worden vastgesteld, vaak met weinig kwantitatieve begeleiding in termen van de kans op een uitbarsting.

Wat ging er mis bij Whakaari

Voor die gidsen die elke dag de vulkaan doorkruisen, vertrouwdheid wekt een verkeerde indruk van veiligheid. Zelfs met een volledig begrip van risico's, na de nieuwigheid van de eerste paar bezoeken, angst verdwijnt en vertrouwdheid leidt tot de verwachting dat het altijd veilig zal zijn.

Maar het risico is cumulatief met de belichtingstijd. Je na verloop van tijd veiliger voelen is het tegenovergestelde van de realiteit. Hoeveel van een factor was het overmoed van toeristenorganisaties die Whakaari decennialang hadden bezocht zonder grote incidenten?

Verschillende mensen zijn betrokken bij de besluitvorming over toeristische activiteiten, en ze nemen gevaar anders waar. Voor een bezoeker die twee uur aanwezig is, het risico is veel lager vanwege hun korte blootstelling, maar hoe kan de omvang van het risico adequaat worden uitgedrukt aan kortdurende bezoekers?

Stel dat er vandaag 0,1% kans is op een uitbarsting:zou je de vulkaan bezoeken en de 1 op 1 nemen? 000 risico? Maar bezoek elke dag meer dan een jaar, en dat groeit naar een kans van 1 op 3.

Een betere benadering is om de dagen te onderscheiden waarop het veilig is (bijvoorbeeld:1 op 10, 000 risico) van degenen die zijn gemarkeerd als "uitbarsting mogelijk" (1 op 50). Deze beoordelingen zijn nu mogelijk, hoewel ze geplaagd worden door gegevensonzekerheden, menselijke vooroordelen en methodologische argumenten.

Een van de aandachtspunten tijdens de proef zal risicoberichten zijn. Twee weken voor de uitbarsting, het vulkanische waarschuwingsniveau is gewijzigd in 2 (niveau 3 betekent dat er een uitbarsting plaatsvindt). De laatste communicatie voorafgaand aan het evenement had contrasterende berichten:"De observaties vertonen enige overeenkomsten met die waargenomen tijdens de periode 2011-2016 toen Whakaari / White Island actiever was en er sterkere vulkanische activiteit plaatsvond."

En:"Terwijl de [fontein]activiteit aan de andere kant van het meer is, het huidige activiteitenniveau vormt geen direct gevaar voor bezoekers."

Dit laat zien hoe moeilijk het is om onzekerheid in waarnemingen aan te pakken tot aan prognoses. Met 20/20 achteraf is het gemakkelijk om de uitkomst te beoordelen, zelfs als het zeer oneerlijk is voor degenen die op dat moment hun best doen om deskundig oordeel en evenwicht te bieden.

Een extra factor is dat Whakaari in particulier bezit is en in een ongebruikelijke administratieve "grijze" zone ligt. Het was onduidelijk wie een mandaat zou krijgen om het eiland te "sluiten". Terwijl GNS Science waarschuwingsinformatie gaf, het had geen jurisdictie of controle.

Vergelijk dat eens met het Department of Conservation, die eind vorig jaar snel de toegang op Mt Ruapehu beperkte toen GNS Science zijn alarmniveau verhoogde naar 2.

Dit roept vragen op over de rol van de National Emergency Management Authority (NEMA), lokale autoriteiten en inderdaad de eigenaren van het eiland.

Een van de belangrijkste overwegingen die we uit de tragedie moeten voortzetten, is het cumulatieve karakter van vulkanisch risico. De lengte van de belichtingstijd is van cruciaal belang. In elementaire risicoberekeningen, met behulp van conservatieve cijfers en door de OESO geaccepteerde levensveiligheidsmodellen, herhaalde bezoeken aan Whakaari door gidsen plaatsen ze in de buurt van onaanvaardbare limieten.

Om beter te worden in het voorspellen van verschillende niveaus van uitbarstingsrisico, is vooruitgang in onze basiswetenschap nodig, evenals geautomatiseerde systemen die risico's onpartijdig kunnen beoordelen en zorgen kunnen uiten. Het vereist ook een strenger regime dat waarschuwingssystemen koppelt aan toegangsbeperkingen.

Zelfs hiermee, de toenemende onzekerheden over hoe we dit natuurlijke systeem meten en interpreteren, betekenen dat het nooit helemaal veilig zal zijn.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.