Geavanceerde voorspellings-tool biedt vroege waarschuwing voor vulkaanuitbarstingen

Nieuwe AI-tool voorspelt vulkaanuitbarstingen wereldwijd

Een nieuwe tool, ontwikkeld met behulp van kunstmatige intelligentie, kan helpen bij het voorspellen van vulkaanuitbarstingen over de hele wereld, na baanbrekend onderzoek van een team geleid door de Universiteit van Canterbury. De datagestuurde modellen die door het team zijn ontwikkeld, kunnen deel uitmaken van vroegtijdige waarschuwingssystemen die gebruikt worden om toekomstige uitbarstingen te voorspellen, met het potentieel om levens te redden en schade aan kritieke infrastructuur te voorkomen.

Dr. Alberto Ardid, onderzoeker bij de afdeling Civiele en Natuurlijke Hulpbronnen van de Universiteit van Canterbury, en universitair hoofddocent David Dempsey hebben machine learning toegepast om seismische patronen te analyseren die voorafgingen aan 41 eerdere uitbarstingen over 24 vulkanen, waaronder drie in Nieuw-Zeeland. Ze ontdekten dat deze waarschuwingen voor uitbarstingen herhaalbare patronen volgen die kunnen worden overgedragen aan andere, minder goed bestudeerde vulkanen.

“Deze ontdekking kan een doorbraak betekenen voor het voorspellen van uitbarstingen, waardoor we gegevens van goed gemonitored vulkanen kunnen gebruiken om de monitoring en risicobeheersing op minder goed gemonitored locaties te verbeteren, wat de veiligheid van vulkanen wereldwijd vergroot,” zegt Dr. Ardid.

Uitbarstingen vormen een aanzienlijke bedreiging voor de 29 miljoen mensen wereldwijd die binnen 10 kilometer van actieve vulkanen wonen. “Tijdige en nauwkeurige voorspelling van uitbarstingen kan levens redden, economische verliezen verminderen en verliezen door verstoringen van luchtvervoer, landbouw en wereldwijde toeleveringsketens minimaliseren,” voegt Dr. Ardid toe. “Onze methode biedt een kosteneffectieve en schaalbare oplossing voor het verbeteren van voorspellingen bij minder goed gemonitored vulkanen, wat ten goede komt aan gemeenschappen en rampenbestrijdingsinstanties wereldwijd.”

Dr. Ardid ontving onlangs de Nieuw-Zeelandse Geofysica-prijs voor dit onderzoek. Hij zegt dat het spannend is om een tool te ontwikkelen die kan bijdragen aan vulkaanwaarschuwingssystemen die levensverlies voorkomen. “Het zal vooral waardevol zijn in ontwikkelingslanden waar gegevens schaars zijn, zoals in Zuidoost-Azië en Midden-Amerika, en dat is een grote motivatie achter dit project.”

Universitair hoofddocent Dempsey zegt dat het onderzoeksteam nauw heeft samengewerkt met vulkaanobservatoria wereldwijd om ervoor te zorgen dat de nieuwe modellen bruikbare gegevens opleveren. Het plan is om deze codes met vulkaanobservatoria zowel hier als in het buitenland te delen volgens een open toegang beleid.

“De modelleertool die we hebben ontwikkeld is relatief eenvoudig en aanvullend op de bestaande praktijken van vulkanische observaties, maar biedt een extra laag van informatie,” legt hij uit. “Het betekent dat we kunnen beginnen met het nadenken over het voorspellen van uitbarstingen bij vulkanen die nooit instrumenteel geregistreerde uitbarstingen hebben gehad, zoals de Mount Taranaki,” voegt hij eraan toe.

Professor Ben Kennedy, vulkanoloog aan de Universiteit van Canterbury, die ook heeft samengewerkt aan de studie gepubliceerd in Nature Communications, zegt dat actieve vulkanen, zoals Whakaari, Ruapehu en Tongariro in Aotearoa Nieuw-Zeeland, onvoorspelbaar en soms gevaarlijk zijn, maar effectieve waarschuwingssystemen kunnen helpen levens te redden en invaliderende verwondingen te voorkomen. “Dit nieuwe onderzoek is echt spannend omdat het de huidige paradigma uitdaagt dat uitbarstingsvoorspellers, of waarschuwingssignalen, uniek zijn voor individuele vulkanen.”

“Dit is de eerste keer dat we een model hebben dat aantoont hoe we gegevens van uitbarstingsvoorspellers van verschillende vulkanen kunnen gebruiken om een toekomstige uitbarsting bij een andere vulkaan te helpen voorspellen waar zeer weinig gegevens beschikbaar zijn.”

Het onderzoeksproject was een samenwerking met professor Shane Cronin van de Universiteit van Auckland, samen met 18 internationale onderzoekers uit negen landen.