Wetenschappers hebben een model ontwikkeld dat beter inzicht geeft in waarom sommige vulkanen zonder waarschuwingssignalen uitbarsten.

Bij de meeste vulkanen is het wel duidelijk dat ze gaan uitbarsten: de grond rondom de vulkaan vervormt en er vinden aardbevingen plaats. Toch zijn er ook vulkanen die wat stiller tot uitbarsting komen. Ze geven geen duidelijke waarschuwingstekens, en daardoor is een voorspelling lastig. Mount Veniaminof in Alaska is zo’n voorbeeld. En wetenschappers uit de Verenigde Staten hebben nu met data van die vulkaan een model gemaakt om zulke uitbarstingen wél te kunnen voorspellen.

Lees ook:

• Waarom deze ‘zombievulkaan’ in Bolivia maar niet doodgaat
• Vulkaanuitbarstingen zijn te voorspellen met glasvezelkabels

Onvoorzien risico

De Veniaminof-vulkaan is sinds 1993 dertien keer uitgebarsten, en in slechts twee gevallen konden wetenschappers dat van tevoren voorspellen. Sterker nog: in 2021 kwamen ze pas drie dagen na de start erachter dat hij aan het uitbarsten was. Dus ondanks enorme vooruitgang bij het monitoren van vulkanen, kan een uitbarsting niet altijd worden voorzien.

En ‘lichte’ uitbarstingen zijn het zeker niet. Veniaminof heeft bijvoorbeeld verschillende VEI-3-uitbarstingen geproduceerd – explosieve gebeurtenissen die as vijftien kilometer de lucht in kunnen spuwen. Dit geeft veel risico voor mensen die dichtbij leven. Maar ook moeten vliegtuigvluchten soms op het laatste moment worden geannuleerd, omdat de vulkanen op populaire vliegroutes liggen. Voorbeelden hiervan zijn de vulkanen Popocatepetl in Mexico en Stromboli in Italië.

De onderzoekers wilden daarom te weten komen hoe ze bij dit soort vulkanen voorspellingen kunnen doen. Dit deden ze aan de hand van de data van Veniaminof, van drie zomers voorafgaand aan een uitbarsting in 2018. Met deze gegevens creëerden ze een model van het gedrag van de vulkaan in verschillende condities. Dat waren verschillende volumes, diepten en vormen van de magmakamer onder de vulkaan en verschillende snelheden van magmastroming. Dit model vergeleken ze met de echte data, en daarbij keken ze welke precieze condities uitbarstingen kunnen produceren, zowel stille als ‘traditionele’.

Langzame magma in kleine magmakamer

Wat bleek? Er is een verschil in de snelheid van magmastroming bij voorspelbare en stille uitbarstingen. Een snelle stroming van magma in de magmakamer zorgt namelijk voor grondvervorming en dat valt op. Zo’n snelle stroming in een grote kamer geeft geen enorme kans op uitbarsting, maar als die er is, zullen er alsnog wel genoeg waarschuwingstekens zijn. Snelle stroming in een kleine magmakamer zorgt vrijwel altijd voor een uitbarsting, en die wordt dus ook verraden door aardbevingen of grondvervormingen. Bij een langzame magmastroming in een relatief kleine magmakamer zit het gevaar: een stille uitbarsting begint.

Hoge temperaturen

Toch is dat niet alles. Als de wetenschappers namelijk temperatuur van de magmakamer als variabele toevoegen aan hun model, hebben de grootte en de vorm iets minder invloed. Als de magma namelijk een langere periode aanwezig is in of rondom de magmakamer, is het gesteente hiervan al opgewarmd en stort het minder snel ineen door een snelle temperatuurverandering die wordt veroorzaakt als heet magma naar binnen stroomt. Dit betekent dat er geen grondvervormingen of aardbevingen plaatsvinden. Toch kan de vulkaan dankzij deze nieuwe magmatoevoer wel uitbarsten – zonder duidelijke waarschuwingssignalen dus.

Nu is het zaak om het model met observaties van dit moment te vergelijken om voorspellingen te kunnen doen. En het is dus duidelijk welke vulkanen goed in de gaten moeten worden gehouden: degene met kleine, warme magmakamers en langzame magmastromingen. Want die kunnen zo uitbarsten zonder een enkele waarschuwing te geven.

Bronnen: Frontiers in Earth Science, EurekAlert!

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!