Vulkanbiblioteker kan hjælpe med at planlægge fremtidige vulkankriser

Krystaller fra Eyjafjallajökull-udbruddet i 2010 har demonstreret en ny måde at genkende før-udbrudssignaler ved Eyjafjallajökull og potentielt andre, lignende vulkaner rundt om i verden.

Et team af vulkanologer fra University of Leeds, Island og British Geological Survey har undersøgt kemien i de krystaller, der blev slynget ud i de tidlige stadier af udbruddet i 2010 af flyselskabets grundstødning i Island. Fordi udbruddet var så godt overvåget, geologerne vidste præcis, hvornår deres prøver var udbrudt inden for et seks timers udbrudsvindue.

Ved at analysere registreringerne i krystallerne og arbejde tilbage fra tidspunktet for udbruddet, de var i stand til at læse magmaens historie i tid og sted, som tillod dem at fortolke, hvordan vulkanen opførte sig, og magma opbygget, i de seks måneder forud. Deres rekonstruktion af, hvad der skete dybt under jorden, stemmer overens med observationer foretaget på overfladen på samme tid. Dette åbner mulighed for at studere andre, ældre udbrudte materialer for at få en langsigtet registrering af, hvordan vulkanen typisk har opført sig i tiden op til tidligere udbrud.

De samme teknikker kunne potentielt anvendes på adskillige andre vulkaner, skabe et 'bibliotek' af vulkanhistorier og kunne i høj grad forbedre forståelsen af ​​det kritiske, præ-eruptiv fase af vulkanaktivitet, hvilket er nøglen til at lave præcise prognoser for udbrud.

Studiets hovedforfatter Dr. Matt Pankhurst udførte forskningen ved University of Leeds. Han er nu baseret på INVOLCAN i Spanien.

Han sagde:"Der er ingen teoretisk grænse for, hvor langt tilbage disse vulkanhistorier kan læses. Så længe der er krystaller, stenene kan bruges, fordi rekorderne bogstaveligt talt er hugget i sten.

"De største spørgsmål vedrørende vulkanismens påvirkning er altid 'hvornår vil det gå i udbrud?', 'hvordan kan vi fortælle det?' og 'vil vi have tid nok til at svare?' Et omfattende bibliotek over en vulkans aktivitet i fortiden kunne gå langt for at besvare disse spørgsmål i fremtiden."

Projektet blev ledet af Dr. Daniel Morgan, fra School of Earth and Environment i Leeds, sammen med prof. Thorvaldur Thordarson fra Islands Universitet og Dr. Sue Loughlin fra BGS, og studerede de kemiske mønstre inde i krystallerne, som Eyjafjallajökull spyttede ud i løbet af marts og april 2010.

Dr. Morgan sagde:"Dette udbrud af Eyjafjallajökull producerede krystaller af mineralet olivin. Disse krystaller indeholder kemiske variationer, der registrerer deres miljø, men også registrere den forløbne tid. Ved at læse denne tidsrekord tilbage, vi kan regne ud, hvor og hvornår magmaen bevægede sig og krystalliserede før og under udbruddet.

"Olivinkrystaller er almindelige i basaltiske udbrud, giver os mulighed for potentielt at anvende disse teknikker på vulkaner med lignende kemi rundt om i verden."

Den væsentlige metode til, hvordan krystalkemi kan bruges til at sammensætte fysiske historier, er ikke begrænset til olivinkrystaller eller basaltiske klipper. Anvendelse af disse teknikker på alle typer vulkansk aktivitet er et aktivt emne for forskning og udvikling på University of Leeds og andre steder.