Ny forskning som leds av University of East Anglia (UEA) avslöjar att skarpa variationer av vulkanernas yta kan påverka data som samlas in av övervakningsutrustning.

Ytorna på många vulkaner har branta väggar eller klippor. Dessa är ofta en del av kalderor - stora kratrar som lämnats av en tidigare kollaps - men kan också orsakas av vulkanen "rifting" - eller splittring - eller sektor kollaps, när en del av vulkanens sida glider iväg.

Dock, effekten av dessa variationer i landskapet har inte tidigare beaktats i studier av ytdeformation i vulkaniska regioner, även om de är en gemensam egenskap.

Dessutom, övervakningsutrustning som tiltmetrar placeras vanligtvis på calderafälgar eftersom de ofta är mer tillgängliga, särskilt om kalderan är sjöfylld. Tiltmetrar mäter den horisontella lutningen för vertikal förskjutning och kan betona små variationer som går obemärkt förbi med andra övervakningsmetoder.

Nu forskare från UEA, den amerikanska geologiska undersökningen och University of Bristol har funnit att funktioner som klippor kan orsaka en vändning i deformationsmönstret, vilket leder till att vilseledande data registreras av tiltmetrarna. Deras resultat publiceras i tidskriften Geofysiska forskningsbrev .

Teamet studerade Kilauea vulkan på Hawaii, som utbröt i april förra året, vilket resulterade i en toppkollaps som har omformat klipporna runt kalderan. Den har nu nästan vertikala klippor på upp till 500 meter och terrassliknande trappsteg på 50-150 meter.

Forskarna säger att dessa nya strukturer kan ha en inverkan på lutning mätt vid det befintliga nätverket av tiltmetrar och få konsekvenser för eventuell ny övervakningsutrustning som installeras.

Ledande forskare Dr Jessica Johnson, föreläsare i geofysik vid UEA:s miljöhögskola, sade:"Lutningsmätningar har spelat en betydande roll i kunskapen om vulkaniska processer på minst 40 vulkaner världen över. Vår analys belyser vikten av att beakta ytdrag vid bedömning av lutningsmätningar vid aktiva vulkaner, något som i allmänhet inte har beaktats.

"Även om de inkonsekventa uppgifterna vid Kilauea inte helt kan förklaras med topografi, det kan ha ett visst inflytande. Efter den senaste kollapsen vid Kilauea kommer detta problem sannolikt att bli ännu mer uttalat och bör övervägas när nya övervakningsinstrument installeras. "

Forskarna undersökte efter att ha hittat avvikelser i data som samlats in från en av tiltmetrarna på calderafälgen vid Kilauea före det senaste utbrottet. De tittade på om detta kan bero på topografi och fann att den då 80 meter höga kalderaväggen orsakade att data från en av de övervakande tiltmetrarna roterade bort från det verkliga deformationscentrumet.

"Dessa resultat har konsekvenser för nätverksdesign och pågående övervakning, "sa Dr Johnson, som besökte Kilauea i juli förra året och tidigare tillbringade två år på en forskningsstipendium vid Hawaiian Volcano Observatory.

"De föreslår att andra tiltmetrar runt Kilauea och vid vulkaner globalt kan påverkas av calderafälgar och andra skarpa variationer i landskapet."

Dr Johnson tillade:"Om denna övervakningsmetod redan används finns det saker som kan göras för att fixa dataströmmen. Om nya tiltmonitorer installeras måste vi vara försiktiga med var de distribueras."

Medförfattare Dr Juliet Biggs, från University of Bristol, sade:"Att förstå vad som driver vulkandeformation är avgörande för att förbättra tolkningen av vulkanövervakningsdata, och utveckla sannolikhetsutbrottsprognoser. Tippmätare är mycket känsliga för små förändringar i vulkanledningen, men deras mått har varit utmanande att tolka.

"Denna studie belyser hur dessa mätningar påverkas av ytdrag såsom branta klippor, och kommer utan tvekan att förbättra vår förmåga att tolka de komplexa övervakningssignalerna. "