Fehlerschlupfmuster könnten helfen, Vulkanausbrüche und Magmaviskosität vorherzusagen

7. April (UPI) – Wissenschaftler konnten die Viskosität von Magma im Kilauea-Vulkan auf Hawaii abschätzen, indem sie die Verwerfungsbewegungen vor und während des Vulkanausbruchs im Jahr 2018 untersuchten.
Der Durchbruch, detaillierter am Mittwoch in der Zeitschrift Nature, könnte Wissenschaftlern helfen, den Eruptionsstil eines Vulkans vorherzusagen.

Die Viskosität von Magma ist ein wichtiger Faktor bei der Bestimmung der Gewalt, mit der ein Vulkan ausbricht.
Dickeres Magma erschwert das Aufsteigen und Entweichen von heißem Gas.

In Magmakammern, die mit viskoserem geschmolzenem Gestein gefüllt sind, baut sich mit größerer Wahrscheinlichkeit Druck auf, was das Risiko explosiver Eruptionen erhöht.
Dünneres, weniger viskoses Magma neigt dazu, sanfter auszubrechen, was ein geringeres Risiko für die umliegenden Gemeinden darstellt – oder zumindest der lokalen Bevölkerung mehr Zeit zum Evakuieren gibt.
Leider sind relevante Magmaviskositätsdaten schwer zu bekommen.

“Die Magmaviskosität wird normalerweise erst gut nach einem Ausbruch quantifiziert, nicht im Voraus”, sagte die leitende Studienautorin Diana Roman in einer Pressemitteilung.
“Wir versuchen also immer, frühzeitig Hinweise auf eine Magmaviskosität zu finden, die dazu beitragen könnten, den Eruptionsstil eines Vulkans vorherzusagen”, sagt Herr Roman, Geophysiker und Mitarbeiter an der Carnegie Institution for Science.
In Zusammenarbeit mit Vulkanologen und Seismologen in Deutschland und Hawaii entwickelte Roman eine neue Technik zur Abschätzung der Magmaviskosität vor dem Ausbruch eines Vulkans.

Durch die Messung von Fehlerbewegungen kartierten die Forscher die Spannungen vor dem Ausbruch im Gestein um Kilauea.

Die langsame Natur des Vulkanausbruchs im Jahr 2018, der im Mai begann und drei Monate dauerte, gab den Wissenschaftlern Zeit, die seismischen Veränderungen zu untersuchen, als die magmatischen Unruhen begannen.
Roman und ihre Forschungspartner verwendeten die seismischen Daten, die in der unteren East Rift Zone des Vulkans gesammelt wurden, um das Vorhandensein und Verhalten von Magmen mit niedriger und hoher Viskosität vorherzusagen.

Als sich Risse öffneten, konnten die Forscher die Genauigkeit ihrer Vorhersagen testen.
“Wir konnten zeigen, dass wir mit einer robusten Überwachung Druck und Stress im Sanitärsystem eines Vulkans mit der unterirdischen Bewegung von viskoserem Magma in Beziehung setzen können”, sagt Herr Roman.

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