Tidlige indikatorer for magma viskositet kunne hjælpe med at forudsige en vulkanudbrudstilstand

Udbruddet i Kīlauea -vulkanen i Hawaii i 2018 gav forskere en hidtil uset mulighed for at identificere nye faktorer, der kunne hjælpe med at forudsige farepotentialet ved fremtidige udbrud.

Magmaens egenskaber inde i en vulkan påvirker, hvordan et udbrud vil spille ud. I særdeleshed, viskositeten af ​​denne smeltede sten er en vigtig faktor for at påvirke, hvor farligt et udbrud kan være for nærliggende samfund.

Meget tyktflydende magmaer er forbundet med kraftigere eksplosioner, fordi de kan blokere gas for at slippe ud gennem ventilationsåbninger, tillader tryk at opbygge inde i vulkanens VVS -system. På den anden side, ekstrudering af mere viskøs magma resulterer i langsommere lavastrømme.

"Men magma viskositet er normalt kun kvantificeret godt efter et udbrud, ikke på forhånd, "forklarede Carnegies Diana Roman." Så, vi forsøger altid at identificere tidlige tegn på magma -viskositet, der kan hjælpe med at forudsige vulkanens udbrudstilstand. "

Hun ledede nyt arbejde med at identificere en indikator for magma -viskositet, der kan måles før et udbrud. Dette kan hjælpe forskere og beredskabsledere med at forstå mulige mønstre for fremtidige udbrud. Resultaterne er offentliggjort i Natur .

Arrangementet i 2018 omfattede den første eruptive aktivitet i Kīlaueas nedre East Rift Zone siden 1960. Den første af 24 sprækker åbnede i begyndelsen af ​​maj, og udbruddet fortsatte i præcis tre måneder. Denne situation gav mange forskere adgang til information uden fortilfælde, herunder Roman og hendes kolleger-Arianna Soldati og Don Dingwell fra Ludwig-Maximilians-Universitetet i München, Bruce Houghton fra University of Hawai'i at Mānoa, og Brian Shiro fra U.S. Geological Survey's Hawaiian Volcano Observatory.

Begivenheden gav et væld af samtidige data om opførsel af både høj- og lavviskositetsmagma, samt om spændinger før udbrud i den faste sten, der ligger til grund for Kīlauea.

Tektonisk og vulkansk aktivitet forårsager brud, kaldes fejl, at danne sig i klippen, der udgør jordskorpen. Når geologiske belastninger får disse fejl til at bevæge sig mod hinanden, geoforskere måler 3-D orientering og bevægelse af fejlene ved hjælp af seismiske instrumenter.

Ved at studere, hvad der skete i Kīlaueas nedre East Rift Zone i 2018, Roman og hendes kolleger fastslog, at retningen af ​​fejlbevægelserne i den nedre East Rift Zone før og under vulkanudbruddet kunne bruges til at estimere viskositeten af ​​stigende magma i perioder med forudgående uro.

"Vi kunne vise, at vi med robust overvågning kan relatere tryk og stress i en vulkanens VVS -system til den underjordiske bevægelse af mere tyktflydende magma, "Roman forklarede." Dette vil gøre det muligt for overvågningseksperter bedre at foregribe vulkanernes udbrud adfærd som Kīlauea og på forhånd skræddersy reaktionsstrategier. "