Seit dem Ende des Ausbruchs der Lower East Rift Zone 2018 auf dem Kilauea-Vulkan tauchten Fragen auf, wie lange es dauern wird, bis sich die neuen Lavaströme verfestigt haben. Diese Frage ist schwierig zu beantworten, da die anfänglichen Eruptionstemperaturen – zusammen mit vielen verschiedenen Faktoren — die Abkühlungsrate beeinflussen können.
Die eruptiven Lava-Temperaturen des LERZ-Ausbruchs 2018 erreichten ein Maximum von ungefähr 1.140 Grad Celsius (2.080 Grad Fahrenheit). Wenn die gesamte Strömung auf unter etwa 1.000 Grad Celsius (1.800 Grad Fahrenheit) abkühlt, hat sie sich verfestigt, aber das Innere ist immer noch sehr heiß.
Der wohl einflussreichste Faktor, der bestimmt, wie schnell Lava abkühlt, ist die Dicke des Flusses. Andere Faktoren sind Wärmeverluste von oben (zur Atmosphäre) und unten einer Strömung (in den Boden). Zum Wärmeverlust an der Strömungsoberfläche tragen Lufttemperatur, Niederschlag und Wind bei.
Der anfängliche Kontakt zwischen einem Lavastrom, der Luft darüber und der Bodenoberfläche darunter härtet schnell seine äußere Kruste (oben und unten) aus. Dies zeigt sich in der silbrigen Kruste, die sich auf aktiven Pahoehoe-Flüssen bildet, und im Gummiklinker, der aktive a’a-Flüsse umgibt. Wenn die Kruste abkühlt und dicker wird, speichert sie die Wärme im Inneren der Strömung. Dies liegt daran, dass die Kruste ein guter Isolator ist, was bedeutet, dass sie die Wärme schlecht leitet — ähnlich wie eine isolierte Thermoskanne die Flüssigkeit im Inneren heiß hält.
Nach der anfänglichen Bildung der Kruste verliert die Strömung weiterhin Wärme durch Strahlung und Leitung, was durch Wind und Regen erleichtert wird. Wenn Regenwasser in Risse in der Strömungsoberfläche eindringt und auf das heiße Innere trifft, erzeugt es Dampf und bildet die wogenden weißen Federn, die oft über aktiven (oder kürzlich aktiven) Strömungen zu sehen sind. Dieses Dämpfen kann Jahrzehnte andauern, lange nachdem sich die Lava verfestigt hat, abhängig von der Dicke der Strömung und der Temperatur ihres Inneren.
Basierend auf einer Studie zur Krustenkühlung von Pahoehoe-Lavaströmen in Kalapana, die 1990 aus der East Rift Zone Kupaianaha ausbrachen, können wir die Erstarrungszeit für die LERZ-Ströme 2018 abschätzen. Da die Gleichung nur die Abkühlung der oberen Kruste des Lavastroms betrachtet, wird angenommen, dass die basale Krustendicke 70 Prozent der oberen Kruste entspricht, so diese Studie.
Die Kalapana-Messungen wurden an dünnen Pahoehoe-Flüssen durchgeführt, aber der größte Teil der LERZ-Lava von 2018 ist ‚a’a. Da der Kern jedes Strömungstyps jedoch mit ähnlichen Raten abkühlen sollte, basieren wir die Kühlraten für 2018 auf der Studie von 1990. Bemerkenswert ist auch, dass die 1990 untersuchten Strömungen bei kürzeren Abkühlungsraten viel dünner waren und möglicherweise keine langfristigen Änderungen der Wind- und Regenmuster berücksichtigen.
Vorläufige Analysen der Strömungsstärken der LERZ-Eruption von 2018 legen nahe, dass die durchschnittliche Strömungsdicke etwa 10-15 m (33-50 ft) beträgt. Basierend auf der Berechnung der Abkühlrate könnte es etwa acht Monate bis 1 1/2 Jahre dauern, bis Ströme dieser Dicken erstarren.
Die Erstarrung von Strömungen mit einer Dicke von 20-30 m (65-100 ft) kann etwa 2 1/2 bis 6 Jahre dauern. Die dicksten LERZ-Flüsse an Land, die etwa 55 m (180 ft) dick sind, könnten etwa 20 Jahre brauchen, um einen vollständig festen Zustand zu erreichen.
Da Strömungsstärke, Windgeschwindigkeiten, Niederschlagsmengen, Luft- und Bodentemperaturen und andere Faktoren die Abkühlraten der Lava beeinflussen, gibt es eine Reihe von Unsicherheiten darüber, wie lange das Innere einer Strömung flüssig bleibt. Zum Beispiel dauerte es nach dem Kilauea Iki-Ausbruch von 1959 etwa 35 Jahre, bis sich der etwa 135 m (440 ft) tiefe Lavasee vollständig verfestigte, und das Innere des Sees könnte heute noch heiß genug sein, dass das Gestein glühend ist. Aus diesem Grund können Sie an regnerischen Tagen Dampf vom Boden des Kilauea Iki-Kraters sowie vom Boden der Kilauea Caldera aufsteigen sehen.
Da die Flusskruste ein so effizienter Isolator ist, kann es Jahre bis Jahrzehnte dauern, bis sich Lava in dicken Strömen verfestigt. Es dauert viel länger, bis die Strömung auf Umgebungstemperaturen abgekühlt ist.
Die Volcano Watch der nächsten Woche wird sich eingehender mit den Dicken der Lavaströme aus dem LERZ-Ausbruch 2018 befassen.
Aktualisierungen der Vulkanaktivität
Kilauea bricht nicht aus. Die Raten von Seismizität, Verformung und Gasfreisetzung haben sich in der vergangenen Woche nicht wesentlich geändert.
Zwei Erdbeben mit drei oder mehr fühlte Berichte aufgetreten in Hawaii in der vergangenen Woche: eine Magnitude-3 Beben 7 km (4 mi) südlich von Leilani Estates bei 8 km (5 mi) Tiefe bei 2:31 a.m. Februar. 22 und ein Beben der Stärke 3,2 17 km (11 Meilen) südöstlich des Vulkans in 7 km (4 Meilen) Tiefe um 11: 32 Uhr. Feb. 21.
Deformationssignale stimmen mit der Wiederauffüllung des Magmareservoirs der Deep East Rift Zone des Vulkans Kilauea überein. Die Schwefeldioxidemissionsraten auf der ERZ und auf dem Gipfel von Kilauea bleiben niedrig.
Am unteren ERZ und am Gipfel des Kilauea herrschen noch immer gefährliche Bedingungen. Einwohner und Besucher in den Gebieten Lower Puna District und Kilauea Summit sollten auf dem Laufenden bleiben und die Sperrungen, Warnungen und Meldungen des Zivilschutzes von Hawaii County beachten (http://www.hawaiicounty.gov/active-alerts). HVO überwacht Kilauea weiterhin genau auf Anzeichen einer erhöhten Aktivität.
Die USGS Vulkanalarmstufe für Mauna Loa bleibt normal.
Besuchen Sie die Website von HVO (https://volcanoes.usgs.gov/hvo) für frühere Vulkanbeobachtungsartikel, Kilauea- und Mauna Loa-Updates, Vulkanfotos, Karten, aktuelle Erdbebeninformationen und mehr. Rufen Sie 808-967-8862 für wöchentliche Kilauea Updates. Fragen per E-Mail an [email protected] .
Vulkan Uhr (https://volcanoes.usgs.gov/hvo/hvo_volcano_watch.html) ist ein wöchentlicher Artikel und Aktivität Update von US Geological Survey Hawaiian Volcano Observatory Wissenschaftler und Partner geschrieben.