Forscher der University of Queensland haben eine neue Technik optimiert, um das Verhalten von Vulkanen vorherzusagen, was Leben und Eigentum auf der ganzen Welt retten könnte. Die Forschung ist veröffentlicht in Wissenschaftliche Fortschritte.
Dr. Teresa Ubide von der School of the Environment der UQ und ein Team internationaler Mitarbeiter haben eine neue Anwendung des Zungenbrecher-Ansatzes getestet: Laserablation, induktiv gekoppelte Plasma-Vierfach-Massenspektrometrie.
„Es ist zwar ein Kinderspiel, aber diese hochauflösende Technik liefert klarere Daten darüber, was chemisch im Magma eines Vulkans abläuft, was für die Vorhersage von Eruptionsmustern und -veränderungen von grundlegender Bedeutung ist“, sagte Dr. Ubide.
Sie beschrieb Magma als den „Computercode“ von Vulkanen, der Informationen über den Ausbruchsstil und den Lavafluss lieferte. „Die chemischen Veränderungen, die während eines Vulkanausbruchs im flüssigen Teil des Magmas auftreten, sind ziemlich unglaublich“, sagte Dr. Ubide.
„Das Magma besteht aus flüssiger Schmelze, Gas und Kristallen, die sich im Inneren des Vulkans verbinden.
„Es gibt oft so viele störende Kristalle, dass das Magma wie ein steiniger Weg aussieht und es schwierig ist, seine Chemie zu beobachten.“
„Um diese Kristalle aus dem Weg zu räumen, strahlen wir die abgekühlte Schmelze – die sogenannte Gesteinsmatrix – mit einem Laser ab, wie er auch bei Augenoperationen verwendet wird.
„Anschließend analysieren wir das Material und messen seine chemische Zusammensetzung.“
Dr. Ubide und das Team testeten die Methode an Proben, die während des spektakulären, aber schädlichen Ausbruchs auf der Kanarischen Insel La Palma im Jahr 2021 gesammelt wurden, der 85 Tage dauerte.
„Der Ausbruch erstreckte sich über mehr als 12 Quadratkilometer, wobei 159 Kubikmeter Lava etwa 1.600 Häuser zerstörten und die Evakuierung von mehr als 7.000 Menschen erzwangen – er kostete das Land umgerechnet rund 1,4 Milliarden US-Dollar“, sagte Dr. Ubide.
„Um zu verstehen, wie sich Vulkanausbrüche entwickeln können, und um den Menschen Warnungen und Ratschläge zu geben, sind Live-Überwachungsdaten von entscheidender Bedeutung.“
„Erdbeben, Bodenveränderungen und Gasdaten liefern indirekte Informationen darüber, was im Inneren eines aktiven Vulkans passiert, aber die Chemie der Schmelze ist ein direktes Maß für die „Persönlichkeit“ des Magmas, sein Verhalten bei einem Ausbruch und mögliche Auswirkungen auf Bevölkerung und Infrastruktur.
„Die Informationen, die wir während dieses Ausbruchs gesammelt haben, könnten in Zukunft bei der Vulkanüberwachung und dem Gefahrenmanagement helfen.“
Das Team testet derzeit eine ähnliche Technik an Vulkanasche, die während eines Vulkanereignisses leichter entnommen werden kann. „Wir freuen uns, mit Vulkanobservatorien zusammenzuarbeiten, um die Methode als Überwachungsinstrument zu implementieren“, sagte Dr. Ubide.
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Teresa Ubide, Diskrete Magmainjektionen treiben den La Palma-Ausbruch 2021 voran, Wissenschaftliche Fortschritte (2023). DOI: 10.1126/sciadv.adg4813. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adg4813