IJslandse vulkanen in de gaten gehouden met satellietdata

(23-04-2010)

Na uitbarstingen van de Eyjafjalljökull-vulkaan in maart en april dit jaar zijn vulkanologen bezorgd dat enkele vulkanen in de directe omgeving (Hekla en Katla) binnenkort ook tot uitbarsting komen. Met behulp van satellietdata (GPS en InSAR) is het mogelijk de beweging en vorm van de vulkanen in te meten, hetgeen een vrij betrouwbare voorspelling van de volgende uitbarsting geeft.

Tijdseries van GPS-stations laten zowel horizontale als verticale bewegingen zien van de aardkorst van IJsland. De horizontale bewegingen zijn in onderstaand figuur weergegeven. De mid-oceanische rug verdeelt IJsland in tweeën. In combinatie met een hotspot zorgt het ervoor dat IJsland erg actief is op het gebied van vulkanen en aardbevingen.

Jaarlijkse horizontale GPS-verplaatsingen van verschillende IJslandse stations. Duidelijk is te zien dat de Noordamerikaanse plaat en de Euraziatische plaats uit elkaar bewegen [Völksen et al., 2009]

De GPS-stations meten ook verticale verplaatsingen. Deze verplaatsingen zijn vooral gerelateerd aan de aanwas en het smelten van de IJslandse gletsjers. Naast jaarlijkse schommelingen door de seizoenen is in de GPS-verplaatsingen goed te zien dat de gletsjers aan het smelten zijn. Door de afname van massa zal de aardkorst (+ GPS-station) zich naar boven verplaatsen. Ze worden immers minder omlaag gedrukt. Dit is te zien in onderstaand figuur.

Model van verticale bewegingen (1993-2004), geïnterpoleerd tussen permanente GPS-stations [Völksen et al., 2009].

De grootschalige verplaatsingen van de IJslandse aardkorst zijn dus met behulp van permanente GPS-stations goed in kaart te brengen. Indien men inzoomt op één enkel GPS-station in de buurt van een vulkaan, dan ziet men net voor de uitbarsting dat het station zich abnormaal gedraagt.

 

GPS-verplaatsingen (noord, oost, hoogte), met onzekerheden, van het permanente station Skogaheidi, ten zuidoosten van de Eyjafjallajökull-vulkaan [University of Iceland].

Maanden vooraf begon het GPS-station Skogaheide zich dus al in zuidoostelijke richting en omhoog te verplaatsen, hetgeen goed verklaard kan worden door een toename van de hoeveelheid magma in de vulkaan, waardoor de vulkaan wat 'boller' wordt. Een alternatieve manier om deze vervorming in kaart te brengen vormt InSAR. Een vergelijking van twee (radar-)satellietbeelden laat de deformaties over een groot gebied zien. In onderstaand beeld is de uitzetting van de vulkaan goed te zien.

InSAR-beeld (unwrapped) net voor de vulkaanuitbarsting van de Eyjafjallajökull, in millimeters [TU Delft + Univ. of Iceland].

Een dergelijke vervorming is ook goed te meten met een GPS-campagne of een waterpascampagne. In onderstaand figuur is het resultaat (in lineaire trend) te zien van verschillende waterpascampagnes in de tijd. Duidelijk is te zien dat de tilt toeneemt (door een toename van de hoeveelheid magma) en vervolgens (na de uitbarsting) nagenoeg het oude niveau weer bereikt.

Gemeten tilt (oost-west) van de westzijde van de Hekla-vulkaan [Erik Sturkell].

De figuur toont de tilt-toename van de naburige Hekla-vulkaan. Zowel de Hekla-vulkaan als de Katla-vulkaan worden nu nauwlettend in de gaten gehouden (GPS / InSAR). Uit de InSAR-beelden is vooralsnog geen verhoogde activiteit waar te nemen. De vraag is echter niet óf maar wanneer de beide vulkanen tot uitbarsting komen. In het verleden is een sterke correlatie te vinden tussen de uitbarstingen van de Eyjafjallajökull-vulkaan en de Katla-vulkaan. Gezien de tilt-toename van de Hekla-vulkaan dreigt deze ook binnenkort tot uitbarsting te komen.

Dit artikel is gebaseerd op een presentatie van Andy Hooper (TU Delft). Meer informatie is te vinden op de website van de TU Delft.

 

Zie ook 'IJslandse aswolk goed te zien in satellietbeelden'.

[Völksen et al., 2009 : "Present day geodynamics in Iceland monitored by a permanent network of continuous GPS stations", J. of Geodynamics, vol. 48, is 3-5, pp 279-283, dec 2009]

TREMANI © 2012 Contact