MagmaPropagator: Ein Vorhersagewerkzeug für den Ort und die Zeit von Vulkanausbrüchen aufgrund der Ausbreitung von magmagefüllten Rissen.

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Eleonora Rivalta, Ph.D.; Professor Dr. Gert Zöller
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers ; Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 406819817

Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines physikbasierten Werkzeugs zur Vorhersage von Szenarien für den Ort und die Zeit einer Risseroeffnung nach der Ausbreitung von Magma unter der Oberfläche. Oftmals vermeidet Magma die zentrale Leitung eines Vulkans. Magma breitet sich durch gewundene Pfade aus und öffnet schließlich einen neuen Spalt an den Vulkanflanken oder innerhalb einer Caldera. Solche eruptiven Rissen finden sich in vielen dicht besiedelten Gebieten. Die damit verbundene Gefährdung wurde bisher nur auf der Grundlage der räumlichen Verteilung früherer Ereignisse geschätzt.In der vorgeschlagenen Forschung werden wir das Wissen in Jahrzehnten angesammelt magmatischer Forschung nutzen, das jetzt reif genug für die Erstellung eines auf mechanischen Prinzipien basierten Prognosewerkzeugs. Wir werden unseren Ansatz auf drei gut überwachte Fälle anwenden und testen: Campi Flegrei (Italien) ist extrem risikobehaftet und motiviert die Entwicklung von Vorhersagemethoden in Echtzeit. Der Ätna in Italien und der Piton de la Fournaise in La Reunion haben häufige Fissurausbrüche und sind datenreich. Etablierte deterministische Modelle werden kombiniert, um Trajektorien- und Timinginformationen gleichzeitig zu erhalten. Wir werden einen Monte-Carlo-Ansatz verwenden, um den aktuellen mechanischen Zustand des Vulkans basierend auf früheren Eruptionsmustern und Datenassimilationstechniken zu invertieren, um Vorhersagen auf der Grundlage von Daten, die während der Magmaausbreitung aufgezeichnet werden, zu aktualisieren. Synthetische Daten aus analogen Laborexperimenten und numerischen Szenariosimulationen werden dem Datenpool hinzugefügt werden, was uns flexible Tests und Anwendungen bei Campi Flegrei ermöglicht.Die vorgesehene Ergebnisse dieses Projekts enthalten: 1) Ein besseres Verständnis davon, wie sich der Spannungszustand von Vulkanen unterschiedlicher Formen mit der Zeit entwickelt und wie die Geschichte des Vulkanausbauprozess die Ausbreitung von magmagefuellte Rissen und die Entwicklung von Oberflächenvulkanismus steuert, 2) Ein langfristiges Prognoseinstrument für die Zukunft Verteilung von eruptiven Ausbruchssöffnungen, nützlich für die Landplanung, 3) Ein kurzfristiges Tool zur Aktualisierung der Prognoseszenarien gemäß den Intrusionsparametern, die fortlaufend durch Assimilierung der Überwachungsdaten bestimmt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Partnerorganisation: Agence Nationale de la Recherche / The French National Research Agency
• Kooperationspartnerin: Dr. Virginie Pinel