Hvordan forudser du udbrud ved vulkaner, der har siddet på spidsen i årtier?

Nogle vulkaner tager sig tid - de oplever langvarige, årelange perioder med uro, før de til sidst brød ud. Dette gør det vanskeligt at forudsige, hvornår de udgør en fare for deres omkringliggende områder, men Carnegies Diana Roman og Penn State's Peter LaFemina forsøger at ændre på det.

"Dvale, kortvarig uro, udbrud - dette er et velkendt mønster for mange vulkaner, og for mange forældre, " spøgte Roman. "Men for nogle vulkaner er urolighederne alt andet end kortvarige - potentielt varer i årtier."

Det viser sig, at disse såkaldte "vedvarende urolige vulkaner" oplever tre forskellige tilstande af uro, hvoraf nogle er mere tilbøjelige til at resultere i eksplosive udbrud end andre, ifølge Roman og LaFeminas 10-årige forskningsprojekt om Telica-vulkanen i Nicaragua. Deres seneste resultater er offentliggjort af Geokemi, Geofysik, Geosystemer .

"Vedholdende urolige vulkaner forbliver lige ved at være ved at gå i udbrud, med jævne mellemrum vælter ind i et direkte udbrud, " forklarede hovedforfatter Roman.

Hun, LaFemina og en international gruppe af samarbejdspartnere fandt ud af, at Telica oplevede tre tilstande af uroligheder i løbet af tiåret af deres observationer - hvoraf to kan føre til udbrud.

Den første er ledsaget af relativt jævn frigivelse af gas såvel som ændringer i seismisk aktivitet. I denne tilstand, gas kan let bevæge sig gennem og ud af systemet af sprækker og reservoirer, der ligger under vulkanen, undgå trykansamlinger, der fører til eksplosioner. Men nogle gange bliver en af ​​disse kanaler forseglet, blokerer frigivelsen af ​​gas. Den anden og tredje tilstand er defineret af styrken af ​​blokeringen.

Den anden tilstand er karakteriseret ved en række svage eksplosioner, indtil der kommer en, der er stærk nok til at fjerne forhindringen. Imidlertid, hvis eksplosionerne kun delvist fjerner blokeringen, det kan føre til det tredje, destabiliseret tilstand, hvor trykket hurtigt ophobes, drivende deformation af det omgivende landskab og store eksplosioner, der omfatter udkastning af stenfragmenter. Roman og LaFemina mener, at Telica-udbruddet i 2011 er et eksempel på førstnævnte, og udbruddet i 2015 er et eksempel på sidstnævnte.

"I løbet af vores årti med overvågning af Telica, vi observerede alle tre af vores foreslåede uroligheder, " LaFemina bemærkede. "Dette forstærker vigtigheden af ​​kontinuerlig overvågningsindsats."

Han og Roman sagde, at deres holds resultater kunne føre til en prognosemodeller for vedvarende urolige vulkaner, men først er det afgørende at etablere lignende mønstre ved andre vedvarende urolige vulkaner som Telica.