Undersøgelse af Redoubt og andre vulkaner forbedrer detektion af uroligheder

Vulkanologer gør, hvad de kan for at give offentligheden tilstrækkelig advarsel om forestående udbrud, men vulkaner er notorisk uforudsigelige. Advarsler gives nogle gange med kort tid til, at folk kan reagere.

Det kan snart ændre sig.

Arbejde ledet af forskningsassistent professor Társilo Girona, med University of Alaska Fairbanks Geophysical Institute, har afsløret en metode, hvorved videnskabsmænd – og offentligheden – kan have måske mange års forhåndsvarsel om et potentielt udbrud.

Løsningen ligger i regelmæssig og udbredt overvågning af strålingstemperaturen på en vulkans flanker før fremkomsten af ​​nogen af ​​de sædvanlige advarselsskilte, såsom gletsjersmeltning, svovl lugt, øget gasudledning, skælven og deformation.

Girona er hovedforfatter på et papir offentliggjort i dag i tidsskriftet Natur Geovidenskab med titlen "Storskala termisk uro i vulkaner i årevis før udbruddet." Artiklen er medforfatter af Vincent Realmuto og Paul Lundgren, forskere ved NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien. Lundgren overvåger JPL's Earth Surface and Interior Group.

"Dette viser, at meget store områder i vulkanerne øger frigivelsen af ​​varme, " sagde Girona. "Det er en proces, der foregår i, vi kan ikke sige i hele vulkanen selv, men i meget store områder i vulkanen. Det er en storstilet proces."

Girona arbejder også med Alaska Volcano Observatory, som vurderer, hvordan man bedst kan integrere forskningsresultaterne i sin overvågning af Alaska-vulkaner. AVO er en samarbejdsorganisation blandt UAF, US Geological Survey og Alaska Division of Geological and Geophysical Surveys.

David Fee, AVO koordinerende videnskabsmand ved UAF, sagde, at resultaterne kan styrke vulkanovervågning. Det er vigtigt for flyindustrien, især i Alaska og især i nærheden af ​​Anchorage og andre samfund potentielt i vejen for en askesky.

"Disse resultater kan give kritisk information om, hvordan man bedst kan supplere eksisterende overvågningsnetværk, især for svære at overvåge vulkaner i fjerntliggende dele af Alaska, " sagde han. "Enhver forhåndsinformation om udbrud er nyttig."

Forskningen fokuserede på fem vulkaner, der brød ud eller eksploderede i de sidste 20 år, der udviste en bred vifte af adfærd og karakteristika, og som anses for at være repræsentative for vulkaner verden over:Mount Redoubt i Alaska, Mount Ontake i Japan, Mount Ruapehu i New Zealand, Calbuco i Chile og Pico do Fogo i Cabo Verde, en ø-nation ud for Afrikas vestkyst.

Forskerne analyserede 16½ års termisk infrarød strålingsdata indsamlet af NASAs Terra og Aqua-satellitter.

Satellitdataene var aldrig blevet analyseret med henblik på langsigtet tidlig bevidsthed om potentiel vulkansk aktivitet.

Girona, Realmuto og Lundgren ønskede at besvare dette spørgsmål:Giver vulkansk aktivitet under jorden en mærkbar stigning i strålingstemperaturen ved overfladen længe før et udbrud?

Dataene gav svaret for alle fem af de undersøgte vulkaner:Et klart "ja".

Forskerne skrev, at vulkaner kan opleve termisk uro "i flere år før udbrud", og at urolighederne "er domineret af et storstilet fænomen, der opererer over omfattende områder med vulkanske bygningsværker." De fandt også ud af, at varmen steg uanset typen af ​​udbrud.

Mount Redoubt, for eksempel, havde en stigning på 0,85 grader Fahrenheit, plus eller minus 0,31 grader (0,47 grader Celsius, plus eller minus 0,17), fra midten af ​​2006 til dets store udbrud i marts 2009. strålingstemperaturen begyndte at stige cirka et år tidligere end andre advarselssignaler. Redoubts strålingstemperatur begyndte at falde hurtigt et år efter udbruddet og har været lav siden 2014.

Forskerne sagde, at deres resultater vil gøre det muligt for forskere at forudse udbrud, der er svære at forudsige gennem andre geofysiske og geokemiske metoder.

"Dette er især relevant for phreatiske udbrud (vulkaniske gaseksplosioner), som den hos Ontake, Japan, i 2014, " sagde Girona. "Freatiske udbrud er generelt meget vanskelige at forudse med traditionelle metoder."

Forskningen, som Girona begyndte på JPL og fortsatte efter at have flyttet til Geofysisk Institut, giver også indsigt i samspillet mellem en vulkans magmatiske gasser og dens underjordiske system af overophedet vand.

Lundgren sagde, at den nye tilgang, kombineret med værktøjer som GPS eller satellitradarmålinger af overfladeforskydninger, kan afsløre endnu mere om vulkanprocesser.

For eksempel, holdet integrerede overfladevarmeemissioner med overfladeforskydninger i en anden nylig publikation for bedre at forstå Domuyos adfærd, en nyopdaget deformerende vulkan i Argentina.