Enligt United States Geological Survey, Jorden är hem för cirka 1, 500 potentiellt aktiva vulkaner, med nya vulkaner som bildas ungefär en gång i veckan. Vulkanutbrott kan vara mycket oförutsägbara och utgöra ett stort hot mot liv och egendom.

Katherine Cosburn, en Ph.D. kandidat vid University of New Mexico Department of Physics and Astronomy, leder ett forskningsinitiativ som använder datormodellering för att bättre förstå vulkaner och, eventuellt, gör det möjligt för forskare att mer exakt förutsäga vulkanisk aktivitet. Cosburn, tillsammans med docent Mousumi Roy och ett litet team av forskare, har arbetat med en rad projekt som syftar till att bättre förstå hur vulkanernas interna processer uttrycks externt. Insikterna från hennes forskning kan hjälpa geologer att mildra skadorna orsakade av vulkaner genom att förutsäga deras beteende.

Synen av koniska vulkaner som berget Fuji är slående, men de inre processer som dessa berg döljer är, kanske, det verkliga spektaklet. Målet med detta projekt är att bättre förstå sambandet mellan flödet av magma under ytan av en stratovulkan och den yttre formen som den överliggande jorden tar. Eftersom spänningar inducerade av magma kan förändra utseendet på landet runt den, att observera ytan på en vulkan kan berätta om dess inre funktion.

Cosburn, vars bakgrund är i fysik, tacklar detta problem med ett teoretiskt och kvantitativt angreppssätt, använda omfattande beräkningar baserade på verkliga data för att modellera hur magma och omgivande material interagerar. Hennes projekt har använt UNM Center for Advanced Research Computing-system i stor utsträckning för att utföra dessa beräkningar. Med Cosburns ord, det är "mycket möjligt" att den teoretiska modelleringen som hennes team har utfört med hjälp av CARC-system kan ha ett verkligt prediktivt värde.

Den här forskningen fokuserar specifikt på stratovulkaner – de stora, konformade vulkaner. Som Cosburn förklarar, "Om du någonsin gjorde en pappersmachévulkan som liten, det här är den typ av vulkan du skapade." Stratovulkaner är särskilt flyktiga och oförutsägbara, vilket gör dem till ett hotande hot mot dem som bor och arbetar nära dem. Många av de mest katastrofala vulkanincidenterna i mänsklighetens historia, som utbrotten av berget Vesuvius, Mount Pelée, och Mt St Helens, har involverat stratovulkaner. Förmågan att förutsäga stratovulkanernas beteende har potential att rädda liv och förhindra ekonomiska svårigheter.

Cosburn planerar att presentera sitt teams forskning vid flera kommande forum, inklusive 2020 Seismological Society of America Annual Meeting som äger rum i april i Albuquerque, New Mexico och 2020 American Geophysical Union Chapman Conference on Distributed Volcanism and Distributed Volcanic Hazards in Flagstaff, Arizona i september. Årets AGU Chapman-konferens kommer att fokusera på modellering av vulkanisk aktivitet i syfte att lindra skador och kommer att innehålla en "studieresa" till Springervilles vulkanfält. Cosburn kommer också att presentera detta projekt, tillsammans med hennes relaterade forskning, som hennes Ph.D. avhandling.