Persbericht: CT-scans helpen vulkaanuitbarstingen beter te voorspellen

Sinds Sam Poppe voor zijn masterproef aan de krater van de Karthalavulkaan op de Comoren stond, is hij naar eigen zeggen ‘verkocht’. Na zijn studie geologie engageerde Poppe zich dan ook voor veldwerk op vulkanen in D.R. Congo en Rwanda in opdracht van VUB-professor Matthieu Kervyn. In 2014 startte de avontuurlijke wetenschapper zijn eigen onderzoek, gefinancierd door FWO - Vlaanderen. Hiervoor bestudeerde hij hoe magma zich verplaatst. Het zijn immers de ondergrondse verplaatsingen van magma die de aardkorst vervormen, aardbevingen veroorzaken en uiteindelijk leiden tot een eruptie. Poppe: “Magma legt ondergronds een hele route af. Via satellietbeelden zien we wel waar magma de aardkorst vervormt, maar eigenlijk weten we te weinig over hoe magma zich voortbeweegt vóór het aan het aardoppervlak uitbreekt. Als je die info hebt, kan je bijvoorbeeld beter gaan inschatten hoe dicht magma onder de aardkorst zit en wanneer je een uitbarsting kan verwachten.”

Siroop in de zandbak

Omdat dit proces ondergronds plaatsvindt, is het zeer moeilijk te onderzoeken en zijn geologen vaak aangewezen op dynamische schaalmodellen. Op basis van observaties van het  240-290 miljoen jaar oude gesteente van de Oslo Rift maakte Poppe een laboratoriummodel in 4D (3D en tijd). Om de aardkorst te simuleren gebruikte hij een mengsel van silica-zand en gipspoeder. Daarin injecteerde Poppe tijdens korte experimenten van maximum één uur Golden Syrup. Deze pannenkoekensiroop gedraagt zich immers - op de kleine schaal van deze zandbak - op dezelfde manier als magma in de natuur.

Radiologie ontmoet geologie

Siroop injecteren in zand gebeurde al eerder, maar nieuw aan het onderzoek van Poppe was dat CT-scans iedere 20 seconden de vervormingen van de ‘ondergrond’ in kaart brachten. Hiervoor werkte Poppe samen met Prof. Nico Buls en Dr. Gert. Van Gompel van de dienst radiologie van het UZ Brussel. Uit de scans blijkt dat de vervormingen en barsten van de aardkorst op een complexere manier worden veroorzaakt dan voordien werd aangenomen.

Levens redden

Achteraf toetste Poppe zijn bevindingen af met satellietbeelden van drie uitbarstingen uit 2018 van de actieve Piton de la Fournaise vulkaan op La Réunion. Met deze resultaten trekt Poppe binnenkort naar Penn State University in de VS waar hij tijdens een Fulbright-B.A.E.F. postdoc de computermodellen die vulkaanuitbarstingen voorspellen, plant te verfijnen. Poppe: “Uit mijn labo-experimenten blijkt dat de computermodellen die we nu gebruiken niet complex genoeg zijn om uitbarstingen op een accurate manier te voorspellen. In Pennsylvania zijn onderzoekers bezig die modellen op punt te stellen. Dus daar ga ik naartoe.” Met dit onderzoek hoopt Poppe in de toekomst levens te kunnen redden: “Een tiende van de bevolking woont dicht bij een vulkaan, vaak in grootsteden. Ook heel wat kritische infrastructuur, zoals ziekenhuizen en elektriciteitscentrales, ligt op ongelukkige plekken. Als we uitbarstingen nog beter kunnen inschatten, zouden we heel wat rampen kunnen vermijden.”

Praktisch:

Magma-intrusie en gerelateerde vervorming van de ondiepe aardkorst in de natuur en analoge experimenten, een proefschrift van Sam Poppe met promotoren Prof. Dr. Matthieu Kervyn (VUB) en Prof. Dr. Eoghan Holohan (UCD University College of Dublin, Ierland)

 Meer info: Sam Poppe, 0479-70 64 58