Den 22 december 2018, en flank av vulkanen Anak Krakatau störtade i Sundasundet mellan de indonesiska öarna Sumatra och Java, utlöste en tsunami som dödade 430 människor. Ett internationellt forskarlag under ledning av Thomas Walter från German Research Centre for Geosciences GFZ i Potsdam har nu visat att vulkanen gav tydliga varningssignaler innan dess kollaps. Detta var resultatet av analysen av en stor mängd data från flera källor som samlats in under markbaserade mätningar samt av drönare och satelliter.

Satellitdata, till exempel, visade ökade temperaturer och markrörelser på sydvästra flanken månader före katastrofen. Seismiska data och lågfrekventa ljudvågor från en mindre jordbävning två minuter innan den plötsliga kollapsen av en stor del av vulkanen förebådade den ödesdigra händelsen. Denna kollaps utlöste slutligen den dödliga tsunamin. Forskarna vill använda analysen av denna komplexa händelsekaskad för att förbättra övervakningen och tidig upptäckt av andra vulkaner. Deras studie publicerades i tidskriften Naturkommunikation .

Vulkanöar som Anak Krakatau består ofta av instabilt material. Därför, lite då och då, en kollaps av vulkaniska flanker sker på dessa öar. Än, detta hade inte mätts exakt förrän nu. "I Krakatau, vi kunde för första gången observera hur erosionen av en sådan vulkanisk flank ägde rum och vilka signaler som meddelade det, säger Thomas Walter, en vulkanolog vid GFZ. I sin studie vid Anak Krakatau kunde forskarna visa att under månader, sydöstra flankens rörelse mot havet bildade ett slags glid. Den plötsliga accelererade glidningen av flanken i havet, den så kallade flankkollapsen, varade bara i två minuter och mättes med seismografer och infraljudsnätverk innan de första nedslagen av tsunamin hade nått kusterna.

"Vi använde ett exceptionellt brett utbud av metoder:från satellitobservation till markbaserad seismisk data, från infraljud till drönardata, från temperaturmätningar till kemisk analys av utbrottsprodukter, ", säger Thomas Walter. "Dagens nästan obegränsade tillgång till världsomspännande data var avgörande i detta. Dagarna efter tsunamin, det gjorde det möjligt för oss att analysera den här händelsen på olika platser i olika länder samtidigt."

Förbättrade övervakningssystem som mål

I likhet med Anak Krakatau kan sådana händelser också förebåda sig själva på andra vulkanöar i Atlanten, Stilla havet eller till och med i Medelhavet, vartill resultaten av studien då förmodligen skulle kunna överföras, enligt Walter. "Vi antar att tsunamivarningssystem också måste ta hänsyn till händelser orsakade av jordskred. De vulkaner som riskerar att halka bör integreras i övervakningssystemen."

Seismologen Frederik Tilmann från GFZ och Freie Universität Berlin var också involverad i studien. Han säger att det ovanliga seismiska mönstret av flankkollapsen var en speciell utmaning när man analyserade data. I motsats till tektoniska jordbävningar, endast en liten del av detta mönster bestod av höga frekvenser runt 1 Hertz (1 oscillation per sekund). Istället, jordbävningsvågorna innehöll starkare komponenter i intervallet låga frekvenser upp till cirka 0,03 Hertz (1 svängning per 35 sekunder). "Denna egenskap var anledningen till att händelsen inte upptäcktes i någon rutinmässig utvärdering, säger Tilmann.

Ansträngningen med övervakningssystem kommer att betala tillbaka, eftersom en stor del av offren för vulkaner under de senaste två århundradena inte har dödats av själva utbrotten, men genom jordskred och tsunamier, enligt Walter. De nya resultaten visar att faran för kollapsande vulkaner hittills har underskattats. Det första steget nu är att identifiera de vulkaner som är särskilt utsatta och att komplettera befintliga mätmetoder med ytterligare sensorer och nya algoritmer för utvärdering. "Vi är övertygade om att våra resultat kommer att leda till utvecklingen av förbättrade övervakningssystem, sa Walter.