science >> Wetenschap >  >> Natuur

Waarom kunnen we vulkaanuitbarstingen niet voorspellen zoals orkanen?

Krediet:Fernanda_Reyes, Shutterstock

Terwijl de uitbarsting van de Cumbre Vieja in La Palma, Spanje, 843 miljoen euro zou hebben gekost, werd gelukkig slechts één slachtoffer gemeld. Terwijl de noodhulp wordt gevierd, roept het evenement vragen op over hoeveel waarschuwing vooraf mogelijk is voor dit soort natuurrampen.

"Vulkanologie vordert op dezelfde manier als extreme weersvoorspellingen, maar loopt een paar decennia achter", zegt Kolzenburg, een vulkanoloog aan de Universiteit van Buffalo in de Verenigde Staten. "Ten eerste hebben we al een lange staat van dienst met weergegevens om uit te putten. Ten tweede zijn orkanen frequenter en vaak seizoensgebonden, terwijl grote vulkaanuitbarstingen zeldzaam zijn. Ten slotte zijn vulkanen technisch en logistiek moeilijk te controleren."

Weersvoorspellingen op basis van kennis van atmosferische wetenschap gekoppeld aan regelmatige waarnemingen zijn ongeveer 200 jaar oud. Satellieten bouwen voort op deze gegevens door naar lokale schalen te boren en nauwkeurige metingen bij te dragen aan variabelen zoals vochtigheid of windsnelheid.

Maar terwijl het weer overal is, zijn vulkanen verspreid over de planeet, wat het verzamelen van gegevens bemoeilijkt. Dure seismometers voor het detecteren van geofysische signalen zijn niet gelijkmatig wereldwijd verdeeld en zijn afhankelijk van specialistische vaardigheden. Bovendien kunnen verschillende soorten magma uitbarstingen veroorzaken die te snel zijn om op tijd te bereiken, of omgekeerd te zeldzaam om de kosten van constante observatie te rechtvaardigen - om nog maar te zwijgen van de mogelijke gevaren!

Maar misschien is de grootste belemmering dat, zoals Kolzenburg het stelt, "het moeilijker is om in de aarde te 'zien' dan om weerpatronen in beeld te brengen."

Om vulkanisch gedrag nauwkeurig te voorspellen, zouden wetenschappers de magmatemperatuur en de chemische samenstelling moeten meten om te begrijpen hoe viscositeit en vluchtigheid de druk kunnen aandrijven. Ze zouden ook veel moeten weten over wat Kolzenburg 'de geometrie van het sanitairsysteem' noemt.

"Zelfs met robuuste sensoren is het vrijwel onmogelijk om alle invoergegevens te krijgen die nodig zijn om zo'n dynamisch systeem te voorspellen", voegt Kolzenburg toe, die hoofdonderzoeker was van het door de EU gefinancierde DYNAVOLC-project over vulkaanmodellering.

Burgerwetenschap voor vulkaanmonitoring

Moderne seismologische instrumenten, gekoppeld aan een beter begrip van de onderliggende processen door analyse van eerdere uitbarstingen, experimenteel onderzoek en numerieke modellering, onthullen meer over de volumes, bewegingen en kenmerken van magma. We weten nu bijvoorbeeld dat magmakamers geen grote ketels met magma zijn, maar kleine holtes die door de korst zijn verspreid, net als een spons.

Bovendien hebben satellieten en sensoren in de lucht die gegevens in bijna realtime streamen, bewezen een game changer te zijn om te helpen voorspellen hoe actieve uitbarstingen zich kunnen ontwikkelen als ze eenmaal aan de gang zijn.

Terwijl dure geavanceerde technologie zoals muontomografie 3D-beelden van vulkanische structuren zou kunnen creëren, is wat Kolzenburg echt opwindt, de kracht van mensen:

"We hebben onlangs, met de uitbarstingen van La Palma, Nyiragongo en Kilauea, een internationale basisgemeenschap van middelen gezien. Ik zou mijn vertrouwen stellen in deze interface van gedeeld veldwerk, analyse en modellering, gecombineerd met seismologie, om de evolutie te volgen van toekomstige uitbarstingen."