Ett team av forskare, ledda av forskare från University of Bristol och University of Cambridge, har utvecklat en ny modell som simulerar flödet av magma under vulkanutbrott. Modellen, publicerad i tidskriften Nature, ger ny insikt i de komplexa fysiska processer som styr frekvensen och omfattningen av vulkanutbrott.

Modellen, som kallas "flerfasflödesmodellen", behandlar magma som en blandning av två vätskor - en flytande och en gasformig. Detta är viktigt eftersom magma inte bara är en smält sten, utan också innehåller en betydande mängd gas. Närvaron av gas kan dramatiskt påverka flödesegenskaperna hos magma, vilket gör den mer explosiv.

Modellen utvecklades för att ta itu med begränsningarna hos tidigare modeller, som antog magma vara en enfasvätska. Dessa modeller kunde inte exakt simulera det explosiva beteendet hos magma under utbrott.

För att validera sin modell använde forskarna den för att simulera 1980 års utbrott av Mount St. Helens i delstaten Washington. Simuleringsresultaten stämde utmärkt överens med observationer från utbrottet.

Den nya modellen ger en bättre förståelse för de processer som styr vulkanutbrott. Detta kommer att hjälpa forskare att bedöma de faror som vulkaner utgör och att utveckla mer effektiva strategier för att minska riskerna i samband med vulkanutbrott.

Här är några av de viktigaste resultaten från studien:

– Magmaflödet under vulkanutbrott styrs av konkurrensen mellan trycket från gasen i magman och motståndet hos stenarna som omger magmakammaren.

– När gastrycket överstiger stenarnas motstånd kommer magman att bryta ut.

– Mängden gas i magman, temperaturen på magman och egenskaperna hos de omgivande stenarna påverkar alla utbrottets stil och storlek.

– Den nya modellen kan exakt simulera det explosiva beteendet hos magma under utbrott. Detta kommer att hjälpa forskare att bedöma de faror som vulkaner utgör och att utveckla mer effektiva strategier för att minska riskerna i samband med vulkanutbrott.