Uwaga redaktora (6/4/18): Ta historia jest ponownie umieszczana w świetle śmiertelnej erupcji gwatemalskiego wulkanu Fuego w niedzielę (3 czerwca), która pokryła pobliskie wioski szybko poruszającymi się strumieniami popiołu.
Attila Kilinc, szef wydziału geologii na Uniwersytecie w Cincinnati, oferuje taką odpowiedź. Ostatnio profesor Kilinc badał wulkany na Hawajach i w Montserrat.
Gdy część górnego płaszcza Ziemi lub dolnej skorupy topi się, tworzy się magma. Wulkan to w zasadzie otwór lub ujście, przez które ta magma i zawarte w niej rozpuszczone gazy są odprowadzane. Chociaż istnieje kilka czynników wywołujących erupcję wulkaniczną, dominują trzy: siła wyporu magmy, ciśnienie gazów rozpuszczonych w magmie oraz wstrzyknięcie nowej porcji magmy do już wypełnionej komory magmowej. Poniżej znajduje się krótki opis tych procesów.
Jak skała wewnątrz Ziemi topi się, jej masa pozostaje taka sama, podczas gdy jej objętość wzrasta – wytwarzając stopiony materiał, który jest mniej gęsty niż otaczająca go skała. Ta lżejsza magma unosi się ku powierzchni na skutek siły wyporu. Jeśli gęstość magmy pomiędzy strefą jej powstawania a powierzchnią jest mniejsza niż gęstość skał otaczających i nadległych, magma dociera do powierzchni i wybucha.
Magmy o tak zwanym składzie andezytowym i ryolitowym zawierają również rozpuszczone lotne substancje, takie jak woda, dwutlenek siarki i dwutlenek węgla. Eksperymenty wykazały, że ilość rozpuszczonego gazu w magmie (jego rozpuszczalność) przy ciśnieniu atmosferycznym wynosi zero, ale wzrasta wraz ze wzrostem ciśnienia.
Na przykład, w magmie andezytowej nasyconej wodą i znajdującej się sześć kilometrów pod powierzchnią, około 5 procent jej masy stanowi rozpuszczona woda. W miarę zbliżania się tej magmy do powierzchni, rozpuszczalność wody w magmie maleje, a więc nadmiar wody oddziela się od magmy w postaci pęcherzyków. W miarę zbliżania się magmy do powierzchni, coraz więcej wody oddziela się od magmy, zwiększając w ten sposób stosunek gazu do magmy w przewodzie. Gdy objętość pęcherzyków osiągnie około 75%, magma rozpada się na piroklasty (częściowo stopione i stałe fragmenty) i wybucha wybuchowo.
Trzecim procesem powodującym erupcje wulkaniczne jest wstrzykiwanie nowej magmy do komory, która jest już wypełniona magmą o podobnym lub innym składzie. Taki zastrzyk zmusza część magmy w komorze do przemieszczenia się w górę kanału i wybuchu na powierzchni.
Ale wulkanolodzy są świadomi tych trzech procesów, nie potrafią jeszcze przewidzieć erupcji wulkanicznej. Dokonali oni jednak znacznego postępu w prognozowaniu erupcji wulkanicznych. Prognozowanie dotyczy prawdopodobnego charakteru i czasu erupcji w monitorowanym wulkanie. Charakter erupcji opiera się na prehistorycznych i historycznych danych dotyczących danego wulkanu i jego produktów wulkanicznych. Na przykład gwałtownie wybuchający wulkan, który spowodował opad popiołu, spływ popiołu i wulkaniczne spływy błotne (lub lahary), prawdopodobnie będzie robił to samo w przyszłości.
Określenie czasu erupcji w monitorowanym wulkanie zależy od pomiaru wielu parametrów, w tym między innymi aktywności sejsmicznej wulkanu (zwłaszcza głębokości i częstotliwości trzęsień ziemi), deformacji gruntu (określanych za pomocą pochyłomierza i/lub GPS oraz interferometrii satelitarnej) i emisji gazów (próbkowanie ilości dwutlenku siarki emitowanego przez spektrometr korelacyjny lub COSPEC). Doskonały przykład udanego prognozowania miał miejsce w 1991 roku. Wulkanolodzy z U.S. Geological Survey dokładnie przewidzieli erupcję wulkanu Pinatubo na Filipinach 15 czerwca, co pozwoliło na ewakuację bazy lotniczej Clark na czas i uratowało życie tysiącom ludzi.
.