När kommer nästa utbrott att äga rum? Undersökning av prover från Indonesiens berg Merapi visar att explosiviteten hos stratovulkaner ökar när mineralrika gaser tätar porerna och mikrosprickorna i de översta stenlagren. Dessa fynd resulterar i nya möjligheter att förutsäga ett utbrott.

Mount Merapi på Java är bland de farligaste vulkanerna i världen. Geoforskare har vanligtvis använt seismiska mätningar som illustrerar underjordiska rörelser när de varnar befolkningen för ett kommande utbrott i tid.

Ett internationellt team med forskare från Münchens tekniska universitet (TUM) har nu hittat ytterligare en indikation på ett kommande utbrott i lavan från toppen av berget Merapi:Det översta lagret av sten, "pluggkupolen, " blir ogenomtränglig för underjordiska gaser innan vulkanen får utbrott.

"Våra undersökningar visar att pluggdomens fysiska egenskaper förändras över tiden, "säger professor H. Albert Gilg från TUM Professorship for Engineering Geology." Efter ett utbrott är lavan fortfarande lätt genomtränglig, men denna permeabilitet sjunker sedan med tiden. Gaser fångas, trycket stiger och till slut spricker pluggkupolen i en våldsam explosion."

Mount Merapi som modellvulkan

Med hjälp av sex lavaprover, en från ett utbrott av Mount Merapi 2006, de andra från utbrottet 1902 – forskarna kunde konstatera förändringar i stenen. Undersökning av porvolymer, tätheter, mineralsammansättning och struktur avslöjade att permeabiliteten sjönk med fyra storleksordningar när stenförändringen ökade. Orsaken är nybildade mineraler, i synnerhet kalium- och natriumaluminiumsulfater som tätar de fina sprickorna och porerna i lavan.

Förstörelsens cykel

Datorsimuleringar bekräftade att den minskade permeabiliteten hos pluggkupolen faktiskt var ansvarig för nästa utbrott. Modellerna visar att en stratovulkan som Mount Merapi genomgår tre faser:För det första, efter ett utbrott när lavan fortfarande är permeabel, avgasning är möjlig; i den andra fasen blir pluggkupolen ogenomtränglig för gaser, samtidigt som det inre trycket kontinuerligt ökar; i den tredje fasen spränger trycket pluggkupolen.

Fotografier av berget Merapi från perioden före och under utbrottet den 11 maj, 2018 stöder trefasmodellen:Vulkanen släppte först ut rök, verkade sedan vara tyst en lång stund tills gasen hittade en flykt och sköt en fontän av aska kilometer upp i himlen.

"Forskningsresultaten kan nu användas för att på ett mer tillförlitligt sätt förutsäga utbrott, " säger Gilg. "En mätbar minskning av utgasningen är alltså en indikation på ett nära förestående utbrott."

Mount Merapi är inte den enda vulkanen där mätningar av utgasning kan hjälpa till i rätt tid förutsäga ett väntande utbrott. Stratovulkaner är en frekvent källa till förstörelse i hela Stilla havet. De mest kända exemplen är Mount Pinatubo i Filippinerna, Mount St. Helens i västra USA och Mount Fuji i Japan.