Sommarutbrottet 2018 av vulkanen Kilauea på ön Hawaii var ett av de mest betydelsefulla i vulkanens historia, kollapsar en stor del av toppcalderan, utbrott massivt från dess flank och utlöser en jordbävning med magnituden 6,9 i processen. Genom allt, forskare vid Hawaiian Volcano Observatory installerade nya geofysiska stationer, bearbeta data och göra realtidsrapporter till lokala myndigheter och stadsdelar.

I journalen Seismologiska forskningsbrev , U.S. Geological Survey geofysiker Brian Shiro och kollegor beskriver sina aldrig tidigare skådade ansträngningar att observera och analysera en vulkan som förstörde instrument och bröt dataförbindelser. Tidningen är en del av tidskriftens kommande fokusavsnitt om övervakning under kris.

Forskarna hade övervakat tecken på förestående utbrott innan Pu'u 'Ō'ō-ventilen kollapsade den 30 april 2018, som hade haft utbrott kontinuerligt sedan 1983. Inom några timmar, ett oväntat magmaintrång började migrera genom vulkanens East Rift Zone, och "vi visste att detta inte skulle bli nästa avsnitt av Pu'u 'Ō'ō-utbrottet, " sade Shiro. "Inom en dag eller så när intrånget närmade sig det befolkade området Leilani Estates, vi visste att detta potentiellt kunde vara förödande."

När 2018 års evenemang var avslutat, lava hade täckt ett 35-kilometer stort område och 716 strukturer hade förstörts av flödet, förskjuter mer än 2, 500 personer. Svaveldioxidutsläppen var bland de högsta uppmätta på ön och mer än 60, 000 jordbävningar registrerades.

Shiro och andra vid observatoriet satte i gång för att fortsätta övervaka vulkanen även som lava, bränder, askfall och kollapsande klippor förstörde geofysiska övervakningsstationer. De utplacerade också nya tillfälliga stationer till den sparsamt instrumenterade nedre East Rift Zone. Teamet kunde reagera snabbt genom att utnyttja kapacitet som hade etablerats tidigare, de skriver.

Sedan 2014, observatoriet hade byggt bärbara solenergi- och elektroniska system för övervakningsstationer som kunde levereras med pickup- och helikopterslingor. De hade också utformat öns nätverksstruktur så att data snabbt kunde dirigeras om vid stations- eller nätverksreläfel. Och bara fyra månader före utbrottet, observatoriet hade byggt om och migrerat alla sina seismiska databehandlingssystem för att leva på virtuella maskiner som kunde säkerhetskopieras till molnservrar.

"För att övervaka en fara, vi behöver både instrumenten på fältet för att samla in data och ett sätt att få tillbaka data till forskarna och beslutsfattare för att kunna använda dem. Att ha en förmonterad uppsättning stationer redo för snabb utplacering kan vara en nyckelfunktion för att övervaka en framväxande, föränderlig fara, Shiro förklarade.

I spåren av flera jordbävningar under maj 2018, forskarna var tvungna att permanent evakuera sina anläggningar vid vulkanens toppmöte, inrätta två tillfälliga anläggningar i Hilo. "Det är här de virtuella maskinerna eller virtuella datorerna kom väl till pass för HVO, ", sa Shiro. "Eftersom vi var tvungna att evakuera vår anläggning, hotar vårt datacenter, vi kunde enkelt flytta dessa virtuella datorer någon annanstans och garantera ingen stilleståndstid med databehandling."

Shiro minns att han diskuterade farorna med den ansvarige forskaren vid HVO i mitten av maj 2018. Flankutbrottet var förödande, han sa, men han trodde att de större problemen kunde komma vid toppmötet. "Inom några dagar efter det samtalet ringde hon att hon skulle överge anläggningen eftersom den seismiska skakningen bara fortsatte att förvärras, " sade han. "Det var rätt uppmaning med tanke på de framväxande bevisen på strukturella skador som hade börjat visa sig och förvärrats under de kommande tre månaderna."

Forskarna delade in sig i tre huvudteam för att samla in data på fältet, att analysera och tolka data och att kommunicera och samordna med regeringstjänstemän och samhällen. Observatoriets heltidsanställda på 29 växte till 90, med personer som går med från andra USGS-kontor, universitet och volontärer.

"På sätt och vis, personalen på alla fem USGS vulkanobservatorier agerade som en för Kilaueas svar, tillhandahålla värdefull tvärträning för alla och hjälpa oss alla att lära känna varandra så att vi blir ännu bättre förberedda för nästa kris, sa Shiro.