Descrizione del progetto
Un modello per la ricerca sull’instabilità delle caldere
Le eruzioni vulcaniche che danno origine alle caldere possono danneggiare e alterare il clima globale. Durante l’eruzione, vengono espulse enormi quantità di magma, spesso con conseguenti correnti di densità piroclastiche e lahar letali e rilascio di gas nocivi. In molti casi, instabilità sporadiche (espresse dall’aumento della sismicità, dall’aumento delle emissioni di gas e dal marcato innalzamento) rappresentano una delle maggiori preoccupazioni legate al potenziale di tali eruzioni. Resta tuttavia difficile stabilire se queste siano indice di un aumento del potenziale di eruzioni esplosive. Il progetto DEFORM, finanziato dall’UE, creerà un modello di un serbatoio di magma basato sulla fisica, per identificare quali processi possono causare l’iniezione e l’evoluzione del magma in instabilità sporadiche. Il progetto migliorerà la comprensione e la conoscenza del rischio di eruzione associato all’instabilità delle caldere.
Obiettivo
Caldera-forming volcanic eruptions can have severe impacts from the local to global scale. As vast quantities of magma are ejected during the eruption, they can trigger deadly pyroclastic density currents and lahars, release noxious gases and even alter global climate. At many calderas, episodic unrest in the form of pronounced uplift, increased seismicity and elevated gas emissions raise concern over the potential for such destructive eruptions. However, it remains difficult to ascertain whether the unrest observations indicate (1) an injection of new magma into the crustal reservoir, which could increase its potential for explosive eruptions, or (2) a sudden release of magmatic volatiles from a cooling and crystallizing reservoir, which would remain unlikely to erupt explosively. In this proposed project, I will develop a physics-based model of a magma reservoir to determine the processes involved in magma injection and evolution that may lead to episodic unrest. Of particular interest is how gases migrate through the system and alter reservoir volume. The model will simulate the thermo-mechanical evolution of a two-dimensional, three-phase (solids, liquids, gas) magma reservoir. By leveraging emerging continuum frameworks for reactive transport modelling, this work will expand existing two-dimensional models to simulate three phases in varying proportions in a computationally efficient approach. The reservoir model will be coupled to ductile-to-brittle crustal deformation to understand the conditions that lead to episodic unrest. I will compare simulation results with time series observations of ground deformation and gas emissions from Laguna del Maule in Chile, thought to be undergoing magma injection, and Long Valley in the US, thought to have experienced punctuated gas release. Results will bridge the gap among current models of three-phase magma dynamics and will improve understanding of the eruption hazard implied by caldera unrest.
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinatore
8092 Zuerich
Svizzera