Erupções vulcânicas e suas nuvens de cinzas representam um risco significativo para centros populacionais e viagens aéreas, especialmente aqueles que mostram poucos ou nenhum sinal de agitação de antemão. Os geólogos estão agora usando uma técnica tradicionalmente usada na previsão do tempo e do clima para desenvolver novos modelos de previsão de erupções. Ao testar se os modelos são capazes de capturar a probabilidade de erupções anteriores, os pesquisadores estão fazendo avanços na ciência da previsão vulcânica.

O estudo, publicado no jornal Cartas de pesquisa geofísica , examinou a história da erupção do vulcão Okmok no Alasca. Em 2008, uma grande erupção produziu uma nuvem de cinzas que se estendeu aproximadamente 1 milha no céu sobre as Ilhas Aleutas - representando um perigo significativo para os motores de aeronaves ao longo de uma rota que transporta cerca de 50, 000 pessoas entre a Ásia e a América do Norte a cada dia, disseram os pesquisadores.

"A erupção do Okmok em 2008 foi uma surpresa, "disse o estudante de graduação e principal autor da Universidade de Illinois, Jack Albright." Depois de uma erupção que ocorreu em 1997, houve períodos de ligeira agitação, mas muito pouca sismicidade ou outros precursores de erupção. Para desenvolver uma melhor previsão, é crucial entender as erupções vulcânicas que se desviam da norma. "

Os geólogos normalmente prevêem erupções procurando por padrões estabelecidos de agitação pré-erupção, como atividade de terremoto, ondulação e liberação de gás, disseram os pesquisadores. Vulcões como Okmok, Contudo, não parecem seguir esses padrões estabelecidos.

Para construir e testar novos modelos, a equipe utilizou uma técnica de análise de dados estatísticos desenvolvida após a Segunda Guerra Mundial chamada filtragem de Kalman.

"A versão da filtragem de Kalman que usamos em nosso estudo foi atualizada em 1996 e continua a ser usada na previsão do tempo e do clima, bem como oceanografia física, "disse a professora de geologia Patricia Gregg, um co-autor do estudo que incluiu colaboradores da Southern Methodist University e da Michigan State University. “Somos o primeiro grupo a usar o método atualizado em vulcanologia, Contudo, e essa técnica funciona bem para a agitação única que levou à erupção do Okmok em 2008. "

Um desses atributos únicos é a falta de aumento da sismicidade antes da erupção, disseram os pesquisadores. Em uma sequência de pré-erupção típica, é hipotetizado que o reservatório sob o vulcão permanece do mesmo tamanho, pois se enche de magma e gases quentes. Esse enchimento faz com que a pressão na câmara aumente e as rochas circundantes se quebrem e se movam, causando terremotos.

"Na erupção de 2008, parece que a câmara magmática cresceu para acomodar a pressão crescente, então não vimos a atividade sísmica precursora que esperaríamos, "Albright disse." Olhando para trás no tempo com nossos modelos, ou hindcasting, podemos observar agora é que o estresse vinha se acumulando nas rochas ao redor da câmara por semanas, e o crescimento do sistema de magma acabou levando ao seu colapso e erupção. "

Este tipo de modelagem para trás e para a frente permite aos pesquisadores observar a evolução de um sistema vulcânico ao longo do tempo. "Embora tenhamos interrompido nossa análise após a erupção de 2008, agora podemos propagar este novo modelo no tempo, trazê-lo para os dias atuais, e prever para onde o vulcão Okmok se dirigirá a seguir, "Gregg disse.

Os pesquisadores postulam que esses modelos continuarão a encontrar outros precursores de erupção menos reconhecidos, mas reconheça que cada vulcão é diferente e que os modelos devem ser adaptados para se adequar a cada sistema único.