Eine internationale Forschungsgruppe unter Leitung der Universität Granada hat ein Verfahren entwickelt, das mit Hilfe von künstlicher Intelligenz und Signaltheorie Vulkanausbrüche mindestens zwölf Stunden im Voraus vorhersagen kann. Die Methode wurde erfolgreich bei den Ausbrüchen des Vulkans Tajogaite auf La Palma (2021) und des Volcán de Fuego in Colima (Mexiko) getestet.
Worum es geht (TL;DR)
- Forscher können Vulkanausbrüche mit KI und Signaltheorie zwölf Stunden im Voraus vorhersagen.
- Die Methode analysiert drei seismische Parameter: Shannon-Entropie, Frequenzindex und Kurtosis.
- Erfolgreiche Tests erfolgten am Tajogaite auf La Palma und am Volcán de Fuego in Mexiko.
Das Verfahren analysiert in Echtzeit seismische Parameter, um eruptive Ereignisse vorherzusagen und deren Verlauf zu charakterisieren, so die Universität Granada. An der Studie sind auch Forscher der Universität Colima (Mexiko), des Involcan-Zentrums auf Teneriffa und der Universität Canterbury (Christchurch, Neuseeland) beteiligt.
Drei seismische Parameter ermöglichen Vorhersage
Der Ansatz basiert auf der gemeinsamen Analyse von drei spezifischen seismischen Parametern: der Shannon-Entropie, dem Frequenzindex und der Kurtosis. Die Entropie misst den Grad der Unordnung seismischer Signale, deren Abnahme auf eine bevorstehende Eruption hindeutet.
Der Frequenzindex identifiziert Veränderungen in den dominanten Frequenzen, die mit verschiedenen magmatischen Aktivitäten verbunden sind, während die Kurtosis impulsive seismische Ereignisse erkennt. Die Technik wurde bereits erfolgreich in Vulkanen in Spanien, Mexiko, Griechenland, Italien, den USA (Hawaii, Alaska und Oregon), Peru und Russland getestet.
Im Fall des Ausbruchs auf La Palma 2021 konnte die Methode das Ereignis mehr als neun Stunden im Voraus vorhersagen. Der Analyse zufolge änderte sich die Shannon-Entropie deutlich, was mit der letzten visuellen Aktivität übereinstimmte.
Erfolgreiche Anwendung in Colima
Für den Volcán de Colima zeigte die Analyse eines Jahrzehnts von Daten (2013–2022) die Nützlichkeit der Technik bei der Identifizierung des Beginns intensiver eruptiver Phasen, des Wachstums von Lavadomen und des Übergangs des Vulkans in Ruhezustände.
Die Forscher betonen, dass die Implementierung dieser Methode in vulkanischen Überwachungssystemen einen qualitativen Sprung in der Sicherheit darstellt. Eine Frühwarnung mit zwölf Stunden Vorlaufzeit, wie sie auf La Palma möglich gewesen wäre, würde den Behörden ermöglichen, Evakuierungsprotokolle rechtzeitig zu aktivieren.
