Redaktörens anmärkning (6/4/18): Den här artikeln publiceras på nytt mot bakgrund av det dödliga utbrottet på Guatemalas Fuego-vulkan i söndags (3 juni), som täckte närliggande byar i snabba askflöden.
Attila Kilinc, chef för geologiavdelningen vid University of Cincinnati, ger det här svaret: ”Om man kan förutsäga hur man förutspår askflöden, kan man räkna med att de kommer att bli dödliga. På senare tid har professor Kilinc studerat vulkaner på Hawaii och Montserrat.
När en del av jordens övre mantel eller nedre skorpa smälter bildas magma. En vulkan är i huvudsak en öppning eller en ventil genom vilken denna magma och de upplösta gaser den innehåller släpps ut. Även om det finns flera faktorer som utlöser ett vulkanutbrott är det tre som dominerar: magmaens flytkraft, trycket från de upplösta gaserna i magman och injektionen av ett nytt parti magma i en redan fylld magmakammare. Nedan följer en kort beskrivning av dessa processer.
När berg i jorden smälter förblir dess massa densamma medan dess volym ökar – vilket ger en smälta som är mindre tät än det omgivande berget. Denna lättare magma stiger sedan upp mot ytan i kraft av sin flytkraft. Om magmaens densitet mellan den zon där den bildas och ytan är mindre än densiteten hos de omgivande och överliggande bergarterna, når magman upp till ytan och gör utbrott.
Magma av s.k. andesitisk och rhyolitisk sammansättning innehåller också upplösta flyktiga ämnen som vatten, svaveldioxid och koldioxid. Experiment har visat att mängden av en löst gas i magma (dess löslighet) vid atmosfäriskt tryck är noll, men ökar med ökande tryck.
I en andesitisk magma som är mättad med vatten och som befinner sig sex kilometer under ytan är till exempel cirka 5 procent av dess vikt löst vatten. När denna magma rör sig mot ytan minskar vattnets löslighet i magman, och därför separeras överskottsvattnet från magman i form av bubblor. När magman rör sig närmare ytan löses mer och mer vatten upp från magman, vilket ökar förhållandet mellan gas och magma i ledningen. När volymen bubblor når cirka 75 procent sönderfaller magman till pyroklaster (delvis smälta och fasta fragment) och bryter ut explosivt.
Den tredje processen som orsakar vulkanutbrott är en injektion av ny magma i en kammare som redan är fylld med magma av liknande eller annan sammansättning. Denna injektion tvingar en del av magman i kammaren att röra sig uppåt i ledningen och bryta ut vid ytan.
Trots att vulkanologerna är väl medvetna om dessa tre processer kan de ännu inte förutsäga ett vulkanutbrott. Men de har gjort betydande framsteg när det gäller att förutsäga vulkanutbrott. Prognoser handlar om trolig karaktär och tidpunkt för ett utbrott i en övervakad vulkan. Karaktären av ett utbrott baseras på förhistoriska och historiska uppgifter om vulkanen i fråga och dess vulkaniska produkter. Det är till exempel troligt att en våldsamt utbrottande vulkan som har gett upphov till askfall, askflöden och vulkaniska slamströmmar (eller lahars) kommer att göra detsamma i framtiden.
För att bestämma tidpunkten för ett utbrott i en övervakad vulkan måste man mäta ett antal parametrar, inklusive, men inte begränsat till, seismisk aktivitet vid vulkanen (särskilt djup och frekvens av vulkaniska jordbävningar), markdeformationer (bestämda med hjälp av en tiltmeter och/eller GPS och satellitinterferometri) och gasutsläpp (provtagning av mängden svaveldioxidgas som släpps ut med hjälp av en korrelationsspektrometer, eller COSPEC). Ett utmärkt exempel på en lyckad prognos inträffade 1991. Vulkanologer från U.S. Geological Survey förutspådde exakt den 15 juni utbrottet av vulkanen Pinatubo i Filippinerna, vilket möjliggjorde en snabb evakuering av Clark Air Base och räddade tusentals liv.