Es begann mit einem großen Knall - Vulkane und pyroklastische Dichteströme
Das DFAM-Projekt (Decompression and fragmentation of andesitic magmas during explosive events at open-vent volcanoes) untersuchte die Prozesse, die die Bildung von pyroklastischen Dichteströmen (pyroclastic density currents, PDC) steuern. PDC sind schnelle Ströme aus heißem Gas und Asche, die einem explosionsartigen Vulkanausbruch folgen. Sie sind ein Risiko für Menschen, Eigentum, Vieh und Nutzpflanzen und stören den Luftverkehr. Wenn sie sich ausbreiten können PDC sekundäre Fahnen, sogenannten Co-PDC erzeugen. Die Erzeugung von Co-PDC-Fahnen zu verstehen und zwischen Co-PDC aus Schloten und Asche aus Falloutablagerungen zu unterscheiden, ist entscheidend, um die Dynamik der explosiven Eruptionen zu verstehen. Darüber hinaus wird der Beitrag der Co-PDC-Asche nicht in Asche-Ausbreitungsmodellen berücksichtigt, die bei Eruptionen verwendet werden, um eine Entscheidung über eine mögliche Sperrung des Luftraums zu treffen. Vulkanascheablagerungen können die Mechanismen aufdecken, die explosiven Ausbrüchen führen und diese steuern. So erhalten Wissenschaftler die Möglichkeit, das Verhalten eines Vulkans zu verstehen und vorhersagen. Eine kritische Anforderung für die Beurteilung des Risikos von Vulkanasche und bei der Interpretation der Ausbrüche ist die genaue Charakterisierung der Quellen der Asche, die in die Atmosphäre gelangt und mit Windrichtung transportiert wird. Das DFAM-Projekt entwirrte die Dynamik der Co-PDC-Fahne, die sich zu Beginn des Ausbruchs des Mount St Helenam 18. Mai 1980 gebildet hatte. Erreicht wurde dies durch die Kombination einer detaillierten Korngrößen- und Komponentenanalyse mit der erneuten Analyse des atmosphärischen Windfelds und Satellitenbildern der Streuaschewolke. Die Forscher stellten auch außergewöhnlich viele veröffentlichte Daten im Zusammenhang mit Co-PDC-Asche zusammen und analysierten diese erneut. Zusätzlich wurden analoge skalierte Versuchswerkzeuge entwickelt, um die Initiierung der Co-PDC-Fahnen zu untersuchen. Dies verbesserte das Verständnis von der Rolle der Korngröße und Temperatur, die diese bei der Bildung von Co-PDC-Wolken spielen. Beide Aktivitäten führten zu einem neuen Verständnis der Sedimentation von feiner Asche aus der Vulkanfahne. Durch eine breite Zusammenarbeit mit anderen numerischen Modellierern wurden verbesserte numerische Simulationen der Dispersion und Sedimentation von feiner Asche aus Vulkanwolken entwickelt. Dies stellt einen bedeutenden Fortschritt für die wissenschaftliche Gemeinschaft dar, die am Thema der Asche-Dispersion arbeitet, und hat die Forschungshorizonte erweitert. Die Arbeit von DFAM wird Agenturen von großem Nutzen sein, die sich mit der Modellierung der Ascheverteilung sowie mit der Beurteilung und Milderung von durch Asche bedingten Gefahren befassen.
Schlüsselbegriffe
Pyroklastische Dichteströme, Vulkanasche, Vulkanausbruch, Co-PDC-Fahne, Mount St. Helens, numerische Modelle, Korngröße
