Modernes Modellierungsverfahren erleichtert Vulkanprognosen

Die Vorhersage von Ort und Zeit von Vulkanausbrüchen hat bedeutende Auswirkungen auf die öffentliche Sicherheit und das allgemeine Wohlergehen. Um dieses Ziel zu erreichen, wurde im Rahmen des multidisziplinären MULTIMO-Projekts ausgiebig geforscht, und man entwickelte Computermodelle magmatischer Prozesse und Ströme.

Dieses Projekt konzentrierte sich auf das Erreichen eines besseren Verständnisses der vulkanischen Prozesse zur Risikoprognose und Gefahrenbeurteilung. Zu diesem Zweck wurden moderne Multiparameter-Überwachungsverfahren entwickelt, die Datensätze zur Nutzung in Modellierungsmethoden lieferten. Ein Teil der Modellierungsarbeit umfasste numerische Codes, die die magmatischen Prozesse hinsichtlich des Flusses in vulkanischen Kanälen bei effusiven und explosiven Ausbrüchen beschreiben.

Im Einzelnen heißt dies, dass zwei mathematische Hauptmodelle erstellt wurden. Der erste Modellierungsansatz repräsentiert kurzlebige explosive Flüsse in Kanälen nach einer gewaltigen Druckänderung mit nachfolgenden explosiven Ausbrüchen. Von besonderem Interesse war die Art, auf welche die molekulare Verteilung die Eigenschaften des Ausbruchs bestimmt. Mithilfe dieses Modellierungsansatzes zeigte sich eine Mannigfaltigkeit von kurzlebigen Explosionen bis hin zu dauerhaften und bleibenden explosiven Entladungen.

Der zweite Modellierungsversuch beschreibt die Kanalströme bei effusiven Ausbrüchen, für die es verschiedene nicht-lineare Rückmeldungen in den Systemen gibt. Darin war auch eine realistischere Parametrisierung der Kristallwachstumskinetik enthalten. Mithilfe dieses Modells wurde die Fähigkeit von Vulkansystemen bestätigt, über multiple Ordnungen zu verfügen. Zwischen diesen Ordnungen können sebst leichte Veränderungen der Bedingungen nahe den Umschlagpunkten bedeutende Auswirkungen auf die Vulkansysteme haben.

Diese Computermodelle werden noch in Hinblick auf weitere Verbesserungen untersucht. Sie sollen schließlich in Modelle der Dynamik der Magmakammer sowie der elastischen Deformationen von vulkanischen Kanälen integriert werden. Es wird erwartet, dass deren Nutzung in Kombination mit Mulitparameter-Datensätzen die Zuverlässigkeit von Prognosemethoden für Vulkane verbessern wird. Somit erlangen zivile Entscheidungsfindung und Notfallmanagement eine größere Effektivität beim Kampf gegen Vulkangefahren.