Fører op til vulkanudbrud i Galapagos fanget i sjældne detaljer

Timer før 2018-udbruddet af Sierra Negra, Galápagos-øernes største vulkan, et jordskælv buldrede og hævede jorden mere end 6 fod på et øjeblik. Begivenheden, som udløste udbruddet, blev fanget i sjældne detaljer af et internationalt hold af videnskabsmænd, som sagde, at det giver ny indsigt i en af ​​verdens mest aktive vulkaner.

"Kraften ved denne undersøgelse er, at det er en af ​​de første gange, vi har været i stand til at se en fuld udbrudscyklus i denne detalje ved næsten enhver vulkan, sagde Peter La Femina, lektor i geovidenskab ved Penn State. "Vi har overvåget Sierra Negra fra det sidste udbrud i 2005 til 2018-udbruddet og derefter, og vi har denne smukke plade, der er en sjældenhed i sig selv."

I næsten to måneder i 2018, lava brød ud fra vulkanen, dækker omkring 19 kvadratkilometer af Isabela Island, den største ø i Galápagos og hjemsted for omkring 2, 000 mennesker og truede dyrearter som Galápagos kæmpeskildpadde.

"Sierra Negra-udbruddet i 2018 var en virkelig spektakulær vulkansk begivenhed, forekommer i det "levende laboratorium" på Galápagos-øerne, " sagde Andrew Bell, en vulkanolog ved University of Edinburgh. "Fantastisk teamwork, og lidt held, gav os mulighed for at fange dette unikke datasæt, der giver os vigtig ny forståelse af, hvordan disse vulkaner opfører sig, og hvordan vi måske bedre kan forudsige fremtidige udbrud."

Mens Sierra Negra er blandt verdens mest aktive vulkaner, dens afsides beliggenhed gjorde tidligere overvågning vanskelig. Forskere bruger nu netværk af jordbaserede seismiske og GPS-overvågningsstationer og satellitobservationer til at observere vulkanen.

"Baseret på konstant overvågning af aktiviteten af ​​Galapagos vulkaner, vi opdagede en dramatisk stigning i seismicitet og en konstant hævning af kraterbunden ved Sierra Negra, sagde Mario Ruiz, direktør for Ecuadors geofysiske institut, landets nationale overvågningsagentur. "Snart kontaktede vi kolleger fra Storbritannien, USA og Irland og foreslog dem at arbejde sammen for at undersøge de mekanismer, der fører til et forestående udbrud af denne vulkan. Denne forskning er et eksempel på internationalt samarbejde og partnerskab."

Forskerne fangede data over 13 år, da vulkanens magmakammer gradvist blev genopfyldt efter udbruddet i 2005, stresser den omkringliggende skorpe og skaber jordskælv. Dette fortsatte indtil juni 2018, da et jordskælv opstod på calderas forkastningssystem og udløste det efterfølgende udbrud, sagde forskerne.

"Vi har denne historie om magma, der kommer ind og stresser systemet til det punkt, hvor det fejler, og hele systemet dræner igen gennem lavastrømmens udbrud, " sagde La Femina. "Det er første gang nogen har set det på Galápagos til denne detalje. Det er første gang, vi har haft data at sige, 'okay, det er, hvad der skete her."

Ofte under vulkanudbrud, mens magmakamre tømmer jorden over dem synker og danner en skållignende fordybning, eller en caldera. Men Sierra Negra oplevede en genopblussen af ​​calderaen, efterlader dette område højere i højden end det var før udbruddet, sagde forskerne.

Inde i Sierra Negra calderaen er en "fældedørsfejl, " som er hængslet i den ene ende, mens den anden kan løftes op af stigende magma. Forskerne fandt ud af, at fejlen forårsagede, at bakker inde i den seks mile brede caldera løftede sig lodret med mere end 6 fod under jordskælvet, der udløste udbruddet.

Caldera genopblussen, vigtigt for bedre at forstå udbrud, ikke tidligere var blevet observeret så detaljeret, rapporterede forskerne i tidsskriftet Naturkommunikation .

"Genopblomstring er typisk for eksplosive calderaer ved vulkaner som Yellowstone, ikke den slags skjoldvulkaner, vi ser på Galápagos eller Hawaii, " sagde La Femina. "Dette giver os muligheden for at se på andre vulkaner på Galápagos og sige, 'Jamen det er, hvad der kunne være sket for at danne den caldera eller den genopståede højderyg'."

Forskerne sagde, at resultaterne kunne hjælpe deres kolleger i Ecuador med bedre at spore uroligheder og advare om fremtidige udbrud.

"Der er mennesker, der bor på Isabella Island, så det er vigtigt at studere og forstå, hvordan disse udbrud opstår, for at håndtere farerne og risiciene for lokale befolkninger, " sagde La Femina.