Les éruptions volcaniques et leurs nuages ​​de cendres représentent un danger important pour les centres de population et les transports aériens, en particulier ceux qui montrent peu ou pas de signes d'agitation au préalable. Les géologues utilisent maintenant une technique traditionnellement utilisée dans les prévisions météorologiques et climatiques pour développer de nouveaux modèles de prévision des éruptions. En testant si les modèles sont capables de capturer la probabilité d'éruptions passées, les chercheurs font des progrès dans la science de la prévision volcanique.

L'étude, publié dans la revue Lettres de recherche géophysique , a examiné l'histoire de l'éruption du volcan Okmok en Alaska. En 2008, une grande éruption a produit un panache de cendres qui s'est étendu à environ 1 mile dans le ciel au-dessus des îles Aléoutiennes, ce qui représente un danger important pour les moteurs d'avion le long d'une route qui en transporte environ 50, 000 personnes entre l'Asie et l'Amérique du Nord chaque jour, les chercheurs ont dit.

"L'éruption d'Okmok en 2008 a été un peu surprenante, " a déclaré Jack Albright, étudiant diplômé et auteur principal de l'Université de l'Illinois. " Après une éruption qui s'est produite en 1997, il y a eu des périodes de légers troubles, mais très peu de sismicité ou d'autres précurseurs d'éruption. Afin de développer une meilleure prévision, il est crucial de comprendre les éruptions volcaniques qui s'écartent de la norme."

Les géologues prévoient généralement les éruptions en recherchant des schémas établis de troubles avant l'éruption tels que l'activité sismique, lame de fond et dégagement de gaz, les chercheurs ont dit. Des volcans comme Okmok, cependant, ne semblent pas suivre ces modèles établis.

Pour construire et tester de nouveaux modèles, l'équipe a utilisé une technique d'analyse de données statistiques développée après la Seconde Guerre mondiale appelée filtrage de Kalman.

"La version du filtrage de Kalman que nous avons utilisée pour notre étude a été mise à jour en 1996 et a continué à être utilisée dans les prévisions météorologiques et climatiques, ainsi que l'océanographie physique, " a déclaré le professeur de géologie Patricia Gregg, un co-auteur de l'étude qui comprenait des collaborateurs de la Southern Methodist University et de la Michigan State University. « Nous sommes le premier groupe à utiliser la méthode actualisée en volcanologie, cependant, et il s'avère que cette technique fonctionne bien pour les troubles uniques qui ont conduit à l'éruption d'Okmok en 2008. »

L'un de ces attributs uniques est l'absence de sismicité accrue avant l'éruption, les chercheurs ont dit. Dans une séquence de pré-éruption typique, il est supposé que le réservoir sous le volcan reste de la même taille car il se remplit de magma et de gaz chauds. Ce remplissage fait augmenter la pression dans la chambre et les roches environnantes se fracturent et se déplacent, provoquant des tremblements de terre.

« Lors de l'éruption de 2008, il semble que la chambre magmatique s'est agrandie pour s'adapter à la pression croissante, nous n'avons donc pas vu l'activité sismique précurseur à laquelle nous nous attendrions, " a déclaré Albright. " En remontant le temps avec nos modèles, ou rétrospective, nous pouvons maintenant observer est que le stress s'était accumulé dans les roches autour de la chambre pendant des semaines, et la croissance du système magmatique a finalement conduit à son échec et à son éruption."

Ce type de modélisation en amont et en aval permet aux chercheurs d'observer l'évolution d'un système volcanique dans le temps. "Alors que nous avons arrêté notre analyse après l'éruption de 2008, nous sommes maintenant en mesure de propager ce nouveau modèle dans le temps, l'amener à nos jours, et prévoir où le volcan Okmok se dirige ensuite, " a déclaré Gregg.

Les chercheurs postulent que ces modèles continueront à trouver d'autres précurseurs d'éruptions moins reconnus, mais reconnaissez que chaque volcan est différent et que les modèles doivent être adaptés pour s'adapter à chaque système unique.