Den 29 maj, 2006, lera började bryta ut från flera platser på den indonesiska ön Java. Kokande lera, vatten, stenar och gas som hälls från nyskapade ventiler i marken, begrava hela städer och tvinga många indoneser att fly. I september 2006, den största utbrottsplatsen nådde en topp, och tillräckligt med lera forsade på ytan för att fylla 72 simbassänger av olympisk storlek dagligen.

Indonesier byggde frenetiskt vallar för att hålla inne leran och rädda de omgivande bosättningarna och risfälten från att täckas. Utbrottet, känd som Lusi, pågår fortfarande och har blivit det mest destruktiva pågående lerautbrottet i historien. Det obevekliga havet av lera har begravt några byar på 40 meters djup och tvingat nästan 60, 000 personer från sina hem. Vulkanen sprutar fortfarande med jämna mellanrum strålar av stenar och gas i luften som en gejser. Det sipprar nu runt 80, 000 kubikmeter (3 miljoner kubikfot) lera varje dag - tillräckligt för att fylla 32 olympiska pooler.

Nu, mer än 11 ​​år efter det första utbrottet, forskare kan ha listat ut varför lerflödena inte har slutat:djupt under jorden, Lusi är ansluten till ett närliggande vulkaniskt system.

I en ny studie, forskare tillämpade en teknik som geofysiker använder för att kartlägga jordens inre för att avbilda området under Lusi. Bilderna visar att ledningen som levererar lera till Lusi är ansluten till magmakamrarna i det närliggande vulkankomplexet Arjuno-Welirang genom ett system av förkastningar 6 kilometer (4 miles) under ytan.

Vulkaner kan kopplas till varandra djupt under jorden och forskare misstänkte att Lusi och vulkankomplexet Arjuno-Welirang var sammankopplade på något sätt, eftersom tidigare forskning visade att en del av gasen som Lusi driver ut vanligtvis finns i magma. Men ingen hade ännu visat att Lusi är fysiskt kopplad till Arjuno-Welirang.

Forskarna upptäckte att den brännande magman från vulkanen Arjuno-Welirang i huvudsak har "bakat" de organiskt rika sedimenten under Lusi. Denna process bygger tryck genom att generera gas som fastnar under ytan. I Lusis fall, trycket växte tills en jordbävning fick det att bryta ut.

Att studera sambandet mellan dessa två system kan hjälpa forskare att bättre förstå hur vulkaniska system utvecklas, om de bryter ut magma, lera eller hydrotermiska vätskor.

"Vi visar tydligt bevisen på att de två systemen är sammankopplade på djupet, sa Adriano Mazzini, en geovetare vid CEED - Universitetet i Oslo och huvudförfattare till den nya studien i Journal of Geophysical Research:Solid Earth , en tidskrift från American Geophysical Union. "Vad vår nya studie visar är att hela systemet redan fanns där - allt var laddat och redo att utlösas."

Att hitta en koppling

Java är en del av en vulkanisk öbåge, bildas när en tektonisk platta subducerar under en annan. När ön reste sig upp ur havet, vulkaner som bildades längs dess ryggrad, med bassänger med grunt vatten mellan dem. Lusis lera kommer från sediment som lagts ner i dessa bassänger medan ön fortfarande var delvis nedsänkt under vattnet.

Mazzini har studerat Lusi sedan kort efter att utbrottet började. Två år sedan, studiens författare installerade ett nätverk av 31 seismometrar runt Lusi och det närliggande vulkankomplexet. Forskare använder vanligtvis seismometrar för att mäta markskakningar under jordbävningar, men forskare kan också använda dem för att skapa tredimensionella bilder av områdena under vulkaner.

Med hjälp av 10 månaders data som registrerats av seismometrarna, Mazzini och hans kollegor avbildade området nedanför Lusi och de omgivande vulkanerna. Bilderna visade en tunnel som sticker ut från den nordligaste av Arjuno-Welirangs magmakammare in i den sedimentära bassängen där Lusi ligger. Detta tillåter magma och hydrotermiska vätskor som har sitt ursprung i manteln att tränga in i Lusis sediment, som utlöser massiva reaktioner och skapar gas som genererar högt tryck under jordens yta. Varje störning - som en jordbävning - kan sedan få detta system att bryta ut.

"Det är bara att återaktivera eller öppna dessa fel och vilket övertryck du har samlat i underjorden kommer oundvikligen att vilja fly och komma upp till ytan, och du har en manifestation på ytan, och det är Lusi, sa Mazzini.

Utlöser ett utbrott

Mazzini och andra forskare misstänker att en jordbävning med magnituden 6,3 som drabbade Java två dagar innan leran började rinna var det som utlöste Lusi-utbrottet, genom att återaktivera felsystemet som kopplar det till Arjuno-Welirang.

Genom att låta magma flöda in i Lusis sedimentära bassäng, felsystemet kan vara en väg för att flytta hela vulkansystemet norrut, sa Stephen Miller, professor i geodynamik vid universitetet i Neuchâtel i Neuchâtel, Schweiz som inte var kopplad till studien.

"Det ser ut som att detta kan vara de inledande stadierna av denna marsch framåt av denna vulkanbåge, "Sa Miller." I slutändan, det för all denna hetta över mot Lusi, som driver det kontinuerliga systemet. "

Mazzini och andra forskare är osäkra på hur länge Lusi kommer att fortsätta att få utbrott. Medan lervulkaner är ganska vanliga på Java, Lusi är en hybrid mellan en lera vulkan och en hydrotermisk ventil, och dess anslutning till den närliggande vulkanen kommer att hålla sedimenten i kok i många år framöver.

"Så vad det betyder för mig är att Lusi inte kommer att sluta när som helst snart, sa Miller.