Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
Wetenschappers hebben in IJsland een systeem getest dat glasvezels gebruikt om vulkaanuitbarstingen te voorspellen en waarschuwingen uit te sturen.
Het mag duidelijk zijn dat een vulkaanuitbarsting flink gevaarlijk kan zijn. Er wordt dan ook al jaren gezocht naar manieren om ze te voorspellen en mensen op tijd te waarschuwen. Onderzoekers beschrijven in het tijdschrift Science nu een nieuwe test met een technologie die gebruikmaakt van glasvezelkabels.
Lees ook:
- Hoe voorspel je een vulkaanuitbarsting?
- Recente vulkaanuitbarstingen in IJsland zijn slechts het begin
- Ondergrondse magmastroom in IJsland was de snelste ooit
Lasers
Hoewel vulkaanuitbarstingen geregeld voorkomen op IJsland, was het rond de hoofdstad Reykjavik al bijna 800 jaar rustig. Maar dat is veranderd, sinds november 2023 zijn er op het zuidelijke schiereiland Reykjanes maar liefst acht uitbarstingen geweest. Wetenschappers vermoeden dat deze regio, het dichtstbevolkte gebied van IJsland, de komende jaren nog meer lava voor zijn kiezen krijgt. Hoe waarschuw je mensen op tijd?
De laatste jaren zien wetenschappers steeds meer heil in glasvezelkabels (zoals de kabels die worden gebruikt voor het internet). Deze methode wordt distributed acoustic sensing (DAS) genoemd.
Bij DAS worden lasers door een ongebruikte, ondergrondse glasvezelkabel gestuurd. Heel kleine imperfecties in het glas zorgen ervoor dat een klein deel van het licht wordt teruggekaatst. Als trillingen door de kabel bewegen – bijvoorbeeld door een aardbeving, vulkanische activiteit of zwaar verkeer – verandert de manier waarop het licht wordt teruggekaatst. Speciaal ontwikkelde software analyseert die veranderingen en kan zo bepalen waar langs de kabel de trilling plaatsvond, hoe sterk die was en in welke richting hij zich bewoog. In plaats van een paar fysieke seismometers krijg je zo duizenden meetpunten, verspreid over vele kilometers glasvezel.
Vulkanische activiteit veroorzaakt ook ondergrondse vervormingen: de grond rekt uit en drukt samen als magma omhoog wordt geduwd uit ondiepe magmakamers, waarin het soms genoeg druk opbouwt om naar het oppervlak uit te barsten. Deze vervormingen kunnen via GPS-systemen en satellieten worden waargenomen. Met DAS kan dat ook, maar dan veel preciezer. Ondergrondse bewegingen van enkele millimeters pikt het systeem al op.
Op tijd waarschuwen
De recente vulkanische activiteit in IJsland gaf onderzoekers de perfecte gelegenheid om DAS eens goed te testen. Al tien dagen na de eerste uitbarsting in november 2023 hadden ze het systeem opgezet bij een 100 kilometer lange glasvezelkabel die niet in gebruik was. Vervolgens hebben ze een jaar lang metingen verricht.
Tijdens deze testperiode verzamelde DAS data over ondergrondse vulkanische activiteit en hield het systeem nauwkeurig bij hoe de grond vervormt als magma beweegt. Met deze gegevens konden ze een methode ontwikkelen om de trillingen te interpreteren en herkennen wanneer ze worden veroorzaakt door magma dat mogelijk naar het aardoppervlak gaat bewegen. Zo konden ze mensen in de regio 30 minuten tot enkele uren voor een uitbarsting waarschuwen.
“Op een dag in augustus 2024 zat ik in een overleg (op de Caltech universiteit in de Verenigde Staten, red.) en kreeg ik een waarschuwingssignaal op mijn telefoon”, zegt onderzoeker Jiaxuan Li in een persbericht. “26 minuten later mailde een collega in IJsland dat er daadwerkelijk een uitbarsting had plaatsgevonden en dat er een evacuatiebericht was uitgestuurd.”
Naast het waarschuwen voor vulkaanuitbarstingen, leert DAS wetenschappers ook meer over vulkanisme. Zo merkten ze op dat er meer magma omhoog beweegt dan gedacht en dat een deel daarvan nooit het oppervlak bereikt. “DAS biedt ons een nieuwe mogelijkheid om dingen te zien die we eerder niet konden zien,” zei onderzoeker Zhongwen Zhan in een persbericht.
Beeld: Tetiana Grypachevska/Unsplash