Waarom is vulkanische lava zo moeilijk te stoppen?

Dit artikel werd oorspronkelijk gepresenteerd op Gesprek.

Op 14 januari 2024 barstten lavafonteinen los uit het vulkanische systeem Sundhnúkur in het zuidwesten van IJsland. Terwijl de wereld toekeek op webcams en sociale media, sneden lavastromen wegen door en barstten los uit een nieuwe kloof die de buitenwijken van de kustplaats Grindaví binnendrong en in brand stond. minstens drie huizen onderweg.

In de buurt moesten bouwvoertuigen die wekenlang bezig waren geweest met het bouwen van grote aarden dammen en bermen in een poging de lavastroom om te leiden, zich terugtrekken.

Lavastroom op 14 januari 2024 met Grindavik op de voorgrond.
Lavastroom op 14 januari 2024 met Grindavik op de voorgrond. Ministerie van Civiele Bescherming van IJsland

Mensen hebben in het verleden veel manieren geprobeerd om lava tegen te houden, van proberen het op zijn plaats te bevriezen door het af te koelen met zeewater, tot het gebruik van explosieven om de aanvoer ervan te verstoren, tot het bouwen van aarden barrières.

Het is nog te vroeg om te zeggen of de IJslandse grondwerken Grindavik, een stad met ongeveer 3.500 inwoners, en de nabijgelegen geothermische energiecentrale zullen kunnen redden. Als vulkanoloog volg ik deze methoden. De meest succesvolle pogingen om de lava tegen te houden of om te leiden, omvatten omleidingen zoals die van IJsland.

Waarom is lava zo moeilijk te stoppen?

Lava is een trage, stroperige vloeistof die zich gedraagt ​​als teer. Het is onderhevig aan de zwaartekracht, dus net als andere vloeistoffen stroomt het bergafwaarts langs het pad van de steilste afdaling.

Omdat de temperatuur van gesmolten gesteente vaak hoger is dan 2000 graden Fahrenheit (1000 graden Celsius), kan niets dit in de weg staan.

Bevroren lavasporen

In 1973 probeerden IJslanders het beroemdste experiment met het bevriezen van lava. Ze gebruikten waterslangen van een vloot van kleine boten en vissersvaartuigen om de kleine eilandgemeenschap Heimaey te beschermen tegen de lava van de Eldfell-vulkaan.

De lavastromen dreigden de haven te sluiten, die cruciaal is voor de visserijsector in de regio en een levensader voor het IJslandse vasteland. De uitbarsting eindigde voordat het succes van de strategie goed kon worden beoordeeld, maar de haven overleefde.

Bestrijd lava met explosieven

Hawaiianen gebruikten explosieven die in 1935 en 1942 uit vliegtuigen waren gedropt om de lavastromen van de Mauna Loa-vulkaan te verstoren die de stad Hilo op het Big Island bedreigde.

Het idee was om de kanalen of lavabuizen in de vulkaan te ontwrichten die de lava naar de oppervlakte brachten. Geen van beide pogingen was succesvol. De explosies creëerden nieuwe kanalen, maar de nieuw gevormde lavastromen voegden zich al snel weer bij het oorspronkelijke lavakanaal.

Lavabarrières en omleidingen

Recente inspanningen hebben zich in plaats daarvan geconcentreerd op een derde strategie: het bouwen van dammen of sloten in een poging de lavastroom om te leiden naar een ander pad met de steilste afdaling, naar een ander ‘lavashed’, een concept dat lijkt op een stroomgebied, maar waar de lava op natuurlijke wijze zou stromen. .

De resultaten variëren, maar afleiding kan succesvol zijn als de lavastroom duidelijk kan worden omgeleid naar een specifiek gebied waar de lava op natuurlijke wijze zou stromen – zonder daarbij een andere gemeenschap in gevaar te brengen.

Veel pogingen om de lava af te leiden zijn echter mislukt. Barrières die in 1992 in Italië werden gebouwd om de lavastromen van de Etna tegen te houden, vertraagden de stroom, maar de lava overweldigde uiteindelijk elk van hen.

IJsland’s pogingen tot afleiding

De IJslandse autoriteiten hebben de inwoners van Grindavik in november 2023 geëvacueerd nadat zwermen aardbevingen duidden op reactivering van het nabijgelegen vulkanische systeem.

Kort daarna begon de bouw van beschermende barrières voor de stad en een aantal nabijgelegen kritieke infrastructuur, met name de geothermische energiecentrale van Svartsengi. De bouw moest half december worden stopgezet toen de eerste vulkaanuitbarsting ongeveer 4 mijl ten noordoosten van Grindavík plaatsvond, maar het werk werd in januari hervat. Het werk was nog in volle gang toen het magma op 14 januari weer boven water kwam.

Het omleiden van lava in deze regio is moeilijk, deels omdat het land rond Grindavik relatief vlak is. Dit maakt het moeilijker om een ​​duidelijk alternatief pad met de steilste afdaling voor lava-afleiding te identificeren.

Op 15 januari meldden IJslandse functionarissen dat het grootste deel van de lava uit de hoofdspleet langs de buitenkant van de barrière was gestroomd, maar dat er zich ook binnen de omtrek een nieuwe kloof had geopend, waardoor lava de buurt in werd gestuurd. Helaas impliceert dit dat Grindavik nog steeds in gevaar is.

Openbaarmaking: Loÿc Vanderkluysen ontvangt financiering van de National Science Foundation.