Masseys vulkanologer har upptäckt drivkraften bakom överhettade gas- och askamoln från vulkanutbrott, som kan hjälpa till att rädda liv och infrastruktur runt om i världen.

Utsätta 500 miljoner människor i fara över hela världen, pyroklastiska täthetsströmmar (eller pyroklastiska flöden) är det vanligaste och mest dödliga vulkanhotet, orsakar 50 procent av dödsfallen orsakade av vulkanisk aktivitet. Under vulkaniska händelser, dessa strömmar transporterar heta blandningar av vulkaniska partiklar och gas över tiotals kilometer, orsakar skada på infrastruktur och förlust av människoliv.

En av problemen med att studera dessa fenomen är att de är omöjliga att mäta i verkligheten. Genom att använda Masseys utbrottssimulatoranläggning för Pyroklastisk flödesutbrott (PELE) teamet kunde syntetisera det naturliga beteendet hos vulkaniska superrisker och generera dessa flöden när de uppstår i naturen, men i mindre skala.

Tills nu, forskare kunde inte hitta mekanismen som är ansvarig för superrörligheten av dessa flöden, och tidigare modeller kunde inte exakt förutsäga deras hastighet, runout och spridning genom riskmodeller, som sätter liv och infrastruktur på spel.

Massey Universitys docent Gert Lube säger att genom sina unika experiment, den gåtfulla friktionsfuskmekanismen hittades.

"Med flera ton pimpsten och gas i rörelse, våra storskaliga utbrottssimuleringar avslöjade flödesgåtan som har förbryllat forskare i årtionden. Vi mätte en lågfriktionsluftkudde som är självgenererad i dessa flöden och vidmakthåller deras rörelse. Vi kunde matematiskt beskriva det resulterande flödesbeteendet. Det finns en intern process som motverkar granulär friktion, där luftsmörjning utvecklas under hög basalskjuvning när luft lokalt tvingas nedåt av omvända tryckgradienter och förskjuter partiklar uppåt.

"Detta förklarar hur strömmarna kan fortplanta sig över sluttningar, kringgå slingrande flödesvägar, och ignorera grova underlag och platt och sluttande terräng, utan att sakta ner."

"Upptäckten kräver en omvärdering av globala riskreducerande strategier och modeller som syftar till att förutsäga hastigheten, utlopp och spridning av dessa flöden. Upptäckten av denna luftsmörjningsmekanism öppnar en ny väg mot tillförlitliga förutsägelser av pyroklastisk flödesrörelse och den extrema utloppspotentialen hos dessa dödliga strömmar, vilket minskar framtida offer. Det kommer att användas av riskforskare, såväl som beslutsfattare, och förväntas leda till stora revideringar av prognoser för vulkanrisker."

Artikeln, "Generering av luftsmörjning inom pyroklastiska densitetsströmmar, " publicerades i Naturgeovetenskap .