De flesta aktiva vulkaner på jorden är vilande, vilket betyder att de inte har brutit ut på hundratals eller till och med tusentals år, och anses normalt inte vara farliga av lokalbefolkningen. Ett team av vulkanologer från universitetet i Genève (UNIGE), arbetar i samarbete med universitetet i Heidelberg i Tyskland, har utarbetat en teknik som kan förutsäga vulkanernas förödande potential. Forskarna använde zirkon, en liten kristall som finns i vulkaniska stenar, för att uppskatta volymen magma som skulle kunna få utbrott om vulkanen Nevado de Toluca (Mexiko) vaknar upp från sin dvala. Upp till 350 km ³ av magma — ungefär fyra gånger den mängd vatten som lagras i Genèvesjön — ligger för närvarande under Nevado de Toluca och ett utbrott kan orsaka förödelse. Den nya tekniken, tillämpas på de flesta typer av vulkaner över hela världen, beskrivs i den vetenskapliga tidskriften Naturkommunikation .

De största vulkanutbrotten under de senaste 100 åren kom från vulkaner som inte får utbrott ofta och därför flyger under forskarnas radar. Men idag, 800 miljoner människor runt om i världen bor nära vulkaner och är potentiellt i riskzonen. En avgörande faktor för vulkanernas farlighet är volymen utbrottsbar magma som lagras i deras magar, eftersom detta är relaterat till omfattningen av framtida utbrott. Tyvärr, denna magma lagras på otillgängliga djup på 6 till 10 km och kan inte direkt mätas.

Små klockor med termometer

UNIGE-vulkanologerna använde en ny metod som kombinerar zirkongeokronologi och termisk modellering för att bestämma volymen av potentiellt utbrottbar magma som finns i vulkanreservoarerna. "Zirkon är en liten kristall som finns i klippor som bryter ut av vulkaner, och den innehåller uran och torium, säger Gregor Weber, en postdoktor vid UNIGE och medförfattare till studien. "Sönderfallet av dessa radioaktiva grundämnen gör att vi kan datera när de kristalliserades. Dessutom, zirkon kristalliserar endast i ett specifikt temperaturområde. Med dessa två parametrar, vi kan avgöra hur snabbt magman svalnar under en vulkan. Som en kastrull med vatten, ju större potten, ju längre tid det tar att kyla det. Vi analyserade zirkonerna som bröt ut under de senaste 1,5 miljoner åren av Nevado de Toluca, bestämmer alltså utvecklingen av temperaturen hos magman som lagras under vulkanen över tiden. Denna information kan omvandlas till en volym magma med hjälp av termisk modellering." Detta tillvägagångssätt har en upplösning två gånger högre än den för befintliga tekniker.

Sovande monster

Metodiken i studien tillämpades på den mexikanska vulkanen Nevado de Toluca, även kallad Xinantécatl, ett representativt exempel på en vilande vulkan som ligger i närheten av Mexico City. Resultaten användes för att bestämma den maximala möjliga storleken på ett framtida utbrott från denna vulkan, vilket med 350 km ³ kan ha potentiellt förödande effekt. "Systemet kan snabbt vakna om den djupa magmatillförseln börjar igen, säger Weber.

Styr radarerna

Detta fynd är väsentligt för att kvantitativt bedöma vulkanisk risk. "Att känna till storleken på en vulkanreservoar är viktigt för att identifiera vulkaner som med största sannolikhet kommer att producera ett utbrott av stor storlek i framtiden. Vår metod är ett nytt sätt att utvärdera kandidaterna för sådana utbrott, " förklarar Weber. Detta tillvägagångssätt är tillämpligt på de flesta typer av vulkaner, vare sig det är aktivt eller vilande, och ger värdefulla insikter om vilka vulkaniska system som behöver övervakas närmare.