Forskare har utvecklat ett automatiserat system för tidig varning för vulkanutbrott, enligt en ny studie. Det nya systemet hjälpte regeringstjänstemän att varna allmänheten för förestående utbrott i Italien och skulle potentiellt kunna göra samma sak runt om i världen, enligt studiens författare.

Ny forskning inom Journal of Geophysical Research:Solid Earth , en tidskrift från American Geophysical Union, beskriver det nya systemet som övervakar vulkaniska ljud och automatiskt varnar tjänstemän om ett utbrott är nära förestående. Studiens författare testade detta system under en period av åtta år på Etna, en vulkan på ön Sicilien. Med det nya systemet, den italienska regeringen aktiverade en nödplan ungefär en timme före ett utbrott för första gången i slutet av 2015.

En majoritet av de cirka 1, 500 aktiva vulkaner runt om i världen övervakas inte i realtid. Många vulkaner övervakas med metoder baserade på seismiska vågor, som är vibrationer av jordens lager som kan utlösas av utbrott. Men seismiska vågor är ofta inte bra på att skilja vulkaniska explosioner från andra processer, som inre magmarörelser, jordbävningar, eller stormar, studiens författare sa. De flesta av metoderna kräver input från vulkanexperter och varningar skickas först efter att vulkaner börjar få utbrott.

Flygplanpiloter, till exempel, bör veta om vulkanutbrott så tidigt som möjligt, sa Maurizio Ripepe, en geofysiker vid universitetet i Florens i Florens, Italien, och huvudförfattare till den nya studien. Vid flera tillfällen tidigare, flygplansmöten med vulkaniska askmoln har lett till motorhaveri.

"Tiotals sekunder kan ibland rädda liv och minska skadorna, som i fallet med en jordbävning", sa Ripepe. "Behovet är att ha något automatiskt som kan användas för att påskynda proceduren för att minska risken."

Vulkaniska ljud kan göra att tidiga varningar kan utfärdas snabbt och pålitligt, enligt Ripepe. Vulkaner genererar lågfrekventa ljud som är ohörbara för mänskliga öron under deras utbrottsprocesser, och dessa infraljudsvågor kan färdas över tusentals kilometer och är närmare relaterade till vulkanutbrott än seismiska vågor, han sa.

I den nya studien, forskare lyssnade på ljud som producerats av Etna i flera år med en rad infraljudssensorer placerade 6 kilometer (3,7 miles) från vulkanen.

De fann att infraljudssensorerna på ett tillförlitligt sätt kan identifiera utbrottssignaler. Från 2008 till 2016, sensorerna upptäckte 57 av 59 utbrott och skickade varningar till forskarna ungefär en timme före varje utbrott.

"När vi fick den här andelen framgång, [det italienska civilskyddsdepartementet] beslutade att använda det som ett operativt system, ", sa Ripepe. "Nu skickar vi SMS och e-postmeddelanden till myndigheterna som ansvarar för att starta en nödplan i händelse av vulkanutbrott."

Den 4 december 2015, en varning utfärdades automatiskt till den italienska regeringen nästan två timmar före ett utbrott, vilket gjorde det möjligt för regeringen att aktivera nödplaner ungefär en timme före ett vulkanutbrott för första gången, sa Ripepe. De senaste fyra åren, det automatiserade systemet har förblivit i drift vid övervakning av Etna och har utfärdat varningar utan fel.

För att utöka fördelarna med automatiska varningar till resten av världen, forskare måste studera infraljud från andra typer av vulkaner. Tidiga utbrottsfaser i Etna, som möjliggör tidiga varningar, kan vara kortare eller helt frånvarande i vulkaner med olika dynamik, enligt författarna.

Ett annat hinder för global övervakning är det täckningsområde som krävs för att övervaka alla aktiva vulkaner runt om i världen, men infraljud kan erbjuda en lösning, sa Ripepe.

Tanken med ett globalt varningssystem skulle vara att använda infraljudsuppsättningar för att övervaka flera vulkaner samtidigt över långa avstånd, sa Ripepe. Som ett första steg, forskarna studerade en array som satts upp hundratals kilometer bort från Etna. De fann att dessa mätningar var gynnsamma och studerar nu arrayer upp till 1, 000 kilometer (621,3 miles) från vulkanen.

"Detta öppnar ett nytt sätt att göra övervakning av vulkaner på global skala, sa Ripepe.

Den här historien återpubliceras med tillstånd av AGU Blogs (http://blogs.agu.org), en gemenskap av jord- och rymdvetenskapsbloggar, värd av American Geophysical Union. Läs originalberättelsen här.