Forscher des GFZ Helmholtz-Zentrums für Geoforschung in Potsdam und des Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP) haben eine vielversprechende neue Methode zur Frühwarnung vor Vulkanausbrüchen entwickelt und über zehn Jahre lang erfolgreich getestet. Bei der neuen Detektionsmethode namens "Jerk" lassen sich nach GFZ-Angaben mithilfe eines einzigen Breitband-Seismometers sehr frühe Vorläufersignale von Vulkanausbrüchen in Echtzeit identifizieren. Bei den Signalen handelt es sich um extrem subtile Bodenbewegungen, die im Zusammenhang mit Magmaeinbrüchen entstehen.

Jerk-Signale statt Daten-Vielfalt

Die neue Methode basiert auf sogenannten Jerk-Signalen, niederfrequenten Schwingungen, die in den Daten für horizontale Bodenbewegungen beobachtet werden. Das deutsch-französische Forscherteam zeigt in seiner in Nature Communications erschienenen Studie, dass diese Signale wahrscheinlich durch dynamische Gesteinsbruchprozesse vor einer Eruption erzeugt werden.

Bisherige Vorhersage-Methoden für Vulkanausbrüche suchten nach statistischen Zusammenhängen in einer Vielzahl gemessener Daten wie Veränderungen von seismischer Aktivität, Bodenverformungen, Gasflüssen oder Gaszusammensetzungen. Hieraus auf die Wahrscheinlichkeit sowie Zeitpunkt, Dauer und Stärke eines Ausbruchs zu schließen, ist jedoch extrem kompliziert. Die neue Methode zur Echtzeit-Erkennung subtiler Bodenbewegungen ist im Vergleich dazu einfacher und zuverlässiger, so die Forschenden.

Zehn Jahre Test auf La Réunion

Die Potsdamer GFZ-Forscher und ihre französischen Kollegen testeten ihre neue Methode über einen Zeitraum von zehn Jahren am Vulkan Piton de la Fournaise auf der zu Frankreich gehörenden Insel La Réunion im Indischen Ozean. Dabei konnten sie 92 Prozent der 24 Vulkanausbrüche, die zwischen 2014 und 2023 stattfanden, in einem Zeitraum von wenigen Minuten bis hin zu acht Stunden vorhersagen. Lediglich 14 Prozent der Warnungen stellten sich als fehlerhaft heraus. Dabei wurden Magmabewegungen identifiziert, die aber nicht zu Eruptionen führten.

Den Forschern zufolge verspricht das neue Jerk-Tool, eine erfolgreiche Frühwarnmethode für Vulkanausbrüche zu sein. Mit ihrem geringen instrumentellen Aufwand biete die Jerk-Methode vor allem für schlecht überwachte Vulkane eine sehr gute Alternative.

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idw (dn)

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