Overdreven regn udløste 2018 Kīlauea vulkanudbrud, undersøgelse finder

Overdreven og vedvarende nedbør udløste 2018-udbruddet af Kīlauea-vulkanen på Hawaii, ifølge forskere ved University of Miami (UM) Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science. Forskerne foreslår, at lokale nedbørsmønstre kan bidrage væsentligt til timingen og hyppigheden af ​​udbruddet ved Kilauea og måske ved andre vulkaner.

I en ny undersøgelse, offentliggjort i tidsskriftet Natur , UM Rosenstiel Schools forskere Jamie Farquharson og Falk Amelung viste, at udbruddet sandsynligvis blev indledt af langvarig, og til tider ekstrem, nedbør i månederne op til arrangementet.

"Vi vidste, at ændringer i vandindholdet i Jordens undergrund kan udløse jordskælv og jordskred. Nu ved vi, at det også kan udløse vulkanudbrud, sagde Falk Amelung, professor i geofysik ved UM Rosenstiel Skolen og medforfatter til undersøgelsen. "Under pres fra magma, våd sten bryder lettere end tør sten. Det er så simpelt som det. "

Kīlaueas langlivede udbrud, en af ​​Hawaiis mest aktive vulkaner, gik ind i en ekstraordinær ny fase den 3. maj, 2018, kaster glødende lava næsten to hundrede fod i luften og spyr lava over 13 kvadratkilometer ud over den velbefolkede østkyst af Hawaiis Big Island. Det hidtil usete udbrud, som ødelagde hundredvis af hjem, involverede sammenbruddet af topmødets caldera, før den ophørte fire måneder senere i september 2018.

Ved at bruge en kombination af jordbaserede og satellitmålinger af nedbør, Farquharson og Amelung modellerede væsketrykket i vulkanens bygning over tid - en faktor, der direkte kan påvirke tendensen til mekanisk fejl i undergrunden, i sidste ende driver vulkansk aktivitet.

Holdets resultater fremhæver, at væsketrykket var på det højeste i næsten et halvt århundrede umiddelbart før udbruddet, som de foreslår lette magmabevægelsen under vulkanen. Deres hypotese forklarer også, hvorfor der ikke var nogen udbredt stigning ved vulkanen i månederne før.

"Et udbrud sker, når trykket i magmakammeret er højt nok til at bryde den omgivende sten, og magmaen rejser til overfladen, " sagde Amelung. "Denne tryksætning forårsager oppumpning af jorden med titusinder af centimeter. Da vi ikke så nogen nævneværdig inflation i året før udbruddet, begyndte vi at tænke på alternative forklaringer."

Mens små dampeksplosioner og vulkanske jordskælv tidligere har været forbundet med nedbørsmængder ved andre vulkaner, det er første gang, at denne mekanisme er blevet påberåbt for at forklare dybere magmatiske processer.

"Interessant nok, når vi undersøger Kīlaueas historiske udbrudshistorie, vi ser, at der er næsten dobbelt så stor sandsynlighed for magmatiske indtrængen og registrerede udbrud i de vådeste dele af året, " sagde Jamie Farquharson, en postdoktor ved UM Rosenstiel School og hovedforfatter af undersøgelsen.

Forfatterne fremhæver, at hvis denne proces kan detekteres ved Kilauea, så vil det sandsynligvis også forekomme andre steder.

"Efter at have etableret beviserne for nedbørsudløste udbrud ved Kilauea, det vil være fascinerende at undersøge andre vulkaner, " sagde Farquharson. "Hvis vi kan identificere regioner på kloden, hvor denne form for kobling mellem nedbør og vulkanisme eksisterer, det kan gå langt i retning af avanceret advarsel om tilhørende vulkanske farer. "

"Det har vist sig, at smeltningen af ​​iskapper på Island førte til ændringer i vulkansk produktivitet, " sagde Farquharson. "Da igangværende klimaændringer forventes at medføre ændringer i nedbørsmønstre, vi forventer, at dette på samme måde kan påvirke mønstre for vulkansk aktivitet."

"Denne undersøgelse var kun mulig takket være en række jordobservationssatellitter, " sagde Amelung. "Vi indhentede nedbørsoplysninger fra en fælles mission mellem NASA og det japanske rumudforskningsagentur og jorddeformationsobservationer fra en mission fra European Space Agency."

Studiet, med titlen "Ekstrem nedbør udløste riftudbruddet i 2018 ved Kīlauea -vulkanen, " af Farquharson og Amelung fra UM Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science, blev offentliggjort 22. april, 2020 i bladet Natur .