Ny undersøgelse kaster lys over farerne ved Jordens største vulkan

Forskere fra University of Miami (UM) Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science analyserede jordbevægelser målt af Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) satellitdata og GPS-stationer for præcist at modellere, hvor magma trængte ind, og hvordan magma-tilstrømningen ændrede sig over tid. samt hvor forkastninger under flankerne bevægede sig uden at generere markante jordskælv. GPS-netværket drives af U.S. Geological Survey's Hawaii Volcano Observatory.

"Et jordskælv på størrelsesordenen 6 eller større ville aflaste stresset fra tilstrømningen af ​​magma langs en sub-horisontal forkastning under vulkanens vestlige flanke, " sagde Bhuvan Varugu, en ph.d. kandidat ved UM Rosenstiel Skolen og hovedforfatter af undersøgelsen. "Dette jordskælv kan udløse et udbrud."

Forskerne fandt ud af, at i løbet af 2014-2020 trængte i alt 0,11 kilometer3 ny magma ind i et digelignende magmalegeme, der var placeret under og syd for topmødets caldera, med den øvre kant i 2,5-3 kilometers dybde under toppen. De var i stand til at fastslå, at magmaen i 2015 begyndte at udvide sig sydpå, hvor den topografiske højde er lavere, og magmaen havde mindre arbejde at gøre mod det topografiske tryk. Efter magmastrømmen aftog i 2017, inflationscentret vendte tilbage til sin tidligere vandrette position 2014-2015. Sådanne ændringer af et magmakrop er aldrig blevet observeret før.

"På Mauna Loa, flankebevægelser og udbrud er i sagens natur relateret, " sagde Varugu. "Tilstrømningen af ​​ny magma startede i 2014 efter mere end fire års søgående bevægelse af den østlige flanke - hvilket åbnede plads i riftzonen, så magmaen kunne trænge ind."

Forskerne fandt også ud af, at der ikke var bevægelse forbundet med et jordskælv langs en næsten horisontal forkastning under den østlige flanke, imidlertid, ingen bevægelse blev opdaget under den vestlige flanke. Dette fik forskerne til at konkludere, at et jordskælv under den vestlige flanke skyldes. Bevægelser langs næsten horisontale forkastninger under flankerne er væsentlige træk ved langsigtet vulkanvækst.

Vil vulkanen gå i udbrud i den nærmeste fremtid? "Hvis magma-tilstrømningen fortsætter, er det sandsynligt, men ikke påkrævet, " siger Varugu. "Den topografiske belastning er ret tung, magmaen kunne også forplante sig lateralt gennem riftzonen".

"Et jordskælv kunne være en game changer, sagde Falk Amelung, en professor ved UM Rosenstiel Skolens Institut for Marine Geovidenskab og seniorforfatter af undersøgelsen. "Det ville frigive gasser fra magmaen, der kan sammenlignes med at ryste en sodavandsflaske, generere yderligere tryk og opdrift, tilstrækkelig til at bryde klippen over magmaen."

Ifølge forskerne er der mange usikkerheder. Selvom den stress, der blev udøvet langs fejlen, er kendt, størrelsen af ​​jordskælvet vil også afhænge af størrelsen af ​​det fejlfelt, der rent faktisk vil briste. Derudover der er ingen tilgængelige satellitdata til at bestemme bevægelser før 2002.

"Det er et fascinerende problem, " sagde Amelung, "Vi kan forklare, hvordan og hvorfor magma-legemet ændrede sig i løbet af de sidste seks år. Vi vil fortsætte med at observere, og dette vil i sidste ende føre til bedre modeller til at forudsige det næste udbrudssted."

Stående 9 kilometer høj fra basen på havbunden til toppen, Mauna Loa er den største vulkan på Jorden. I udbruddet i 1950, det tog kun tre timer for lavaen at nå Kona-kysten. Sådanne hurtige strømme ville efterlade meget lidt tid til at evakuere mennesker i dens lavas vej. Et andet stort udbrud af Mauna Loa fandt sted i 1984.

Kombinationen af ​​jordskælv og udbrud er ikke noget usædvanligt. Udbruddet i 1950 blev forudgået af et jordskælv med en styrke på 6,3 tre dage før, og blev efterfulgt af et jordskælv med en styrke på 6,9 mere end et år senere. Udbruddet i 1984 blev forudgået af et jordskælv med en styrke på 6,6 5 måneder før.

Satellitdataene blev erhvervet af de italienske Cosmo-Skymed-satellitter inden for rammerne af Geohazard Supersites and Natural Laboratories (GSNL)-initiativet fra Group on Earth Observation (GEO), en international paraplyorganisation, der skal øge brugen af ​​jordobservation til samfundsmæssige fordele. Flere rumorganisationer samler deres satellitressourcer for at muliggøre nye undersøgelser af farlige vulkaner. Andre vulkansupersteder inkluderer de islandske, Ecuadorianske og New Zealandske vulkaner samt Italiens Etna.