Den Puls eines Vulkans fühlen

Andrew McGonigle

800 Millionen Menschen leben in unmittelbarer Nähe eines der 500 aktiven Vulkane der Erde und somit in permanenter Gefahr eines Feuertodes.

Für den schottischen Vulkanologen Andrew McGonigle stellt die recht­zeitige Warnung vor einem drohenden Ausbruch ein humanitäres und wissenschaftliches Ziel dar.

2008 erhielt Andrew McGonigle einen Rolex Preis für Unter­nehmungsgeist. Dank dieses Preises konnte er eine Drohne bauen und fliegen, die in der Lage ist, die ausge­stoßenen Gase aktiver Vulkane chemisch zu untersuchen und zu interpretieren, um eine bevorstehende Explosion vorherzusagen.

„Der Preis hat uns wirklich dabei geholfen, die Technologie, an der ich zuvor gearbeitet hatte, so weiter­zuentwickeln, dass sie mittlerweile von zahlreichen Vulkanologen auf der ganzen Welt genutzt wird“, erklärt er.

Zusätzlich zu Flugsensoren verwendet McGonigle nun hoch­empfindliche, auf Smartphone-Kameras basierende Technologie, die die aufsteigenden vulkanischen Gase im Ultra­violett­bereich „sehen“ kann. Durch Beobachtung des zunehmenden Emissions­flusses am Vulkanschlot hofft er, einen bevor­stehenden Ausbruch erkennen zu können, während die explosive, mit Gas gefüllte Lava sich ihren Weg durch den Schlund des Vulkans bahnt.

Wir können ihn [den Vulkan] tatsächlich ‚atmen‘ sehen, wenn die Gasblasen durch die Magmasäule aufsteigen und an die Luft gelangen, und die Variationen in den Gaswellen beobachten. Dies gab es so zuvor noch nicht.Andrew McGonigle

„Das bedeutet, dass wir nun in der Lage sind, den Puls des Vulkans zu fühlen. Wir können ihn tatsächlich ‚atmen‘ sehen, wenn die Gasblasen durch die Magmasäule aufsteigen und an die Luft gelangen, und die Variationen in den Gaswellen beobachten. Dies gab es so zuvor noch nicht“, meint er.

McGonigle hofft, dass seine Kameras eines Tages an den gefährlichsten Vulkanen der Welt eingesetzt werden können, um eine ständige Überwachung und lebens­rettende Gefahren­meldungen selbst in sehr entlegenen Gebieten zu ermöglichen. Seine Technologie ist bewusst preisgünstig und robust gestaltet. „Alles, was in einer vulkanischen Umgebung schiefgehen kann, wird normaler­weise schiefgehen, und es gibt keine Elektronik­läden in der Nähe, in denen man mal eben Ersatzteile kaufen kann“, warnt er.

Die wesentliche Herausforderung in McGonigles Arbeit liegt nun darin, die Muster vulka­nischer Gas­emissionen zuverlässig genug zu interpretieren, um sichere Vorhersagen treffen zu können. „Das Problem ist, dass kein Vulkan dem anderen gleicht. Sie haben sehr verschiedene chemische Zusammen­setzungen und Eruptions­formen – von einem konstanten regelmäßigen Brodeln wie beim Stromboli in Sizilien bis zu einer seltenen, aber gewaltigen Explosion wie bei der plinianischen Eruption des Vesuvs im Jahr 79 n. Chr.“, erklärt McGonigle. „Das heißt, dass wir eine sehr große Wissensbasis für jeden der fünf Vulkantypen zusammentragen müssen.“

McGonigles Aufgabe besteht nun darin, ausreichend Vulkane in verschiedenen geolo­gischen Umge­bungen auf der ganzen Welt zu untersuchen, um deren individuelle Warn­zeichen zuverlässig zu erkennen. Tatsächlich bedeutet dies, die verschiedenen Vulkanarten nach ihrem „Atem“ zu charakterisieren.

Nach ersten Feldversuchen am Stromboli und Ätna in Italien führt er mittlerweile Tests an Vulkanen in den chilenischen Anden und im Pazifischen Feuerring durch. In Nordchile testet Felipe Aguilera McGonigles Technologie für Gas­proben und arbeitet mit ihm an der Auto­mati­sierung seiner auf Smartphone-Sensoren basierenden Technologie, um ein dauer­haftes Beobachtungs­system für vulkanische Aktivität zu entwickeln.

Durch McGonigles Arbeit werden sowohl neue Erkenntnisse gewonnen als auch ein Nutzen für die Menschheit geschaffen – ein gutes Beispiel für die Initiative Perpetual Planet. Das neue Verständnis über Vulkane, die zu den groß­artigsten „Triebwerken“ der Erde gehören, wird mit einer potenziell lebens­rettenden neuen Technologie kombiniert, die eines Tages dazu führen könnte, dass eine natür­liche Gefahr, die älter als die Menschheit ist, beseitigt wird.

McGonigle steht außerdem in Kontakt mit der NASA bezüglich der Anwendung seiner Sensoren jenseits der Erde, da seine Einheiten ein sehr geringes Gewicht und eine sehr hohe Empfind­lichkeit gegenüber ultra­violetter Strahlung besitzen. Seit 2018 arbeitet er mit Wissen­schaftlern und Ingenieuren des Jet Propulsion Laboratory der NASA zusammen, um ein sehr kompaktes Instrument zu entwickeln, das an Bord eines Mond­fahrzeugs eingesetzt werden kann. Ziel der Mission ist es, das Wasser­vorkommen auf dem Mond zu unter­suchen und neue Erkenntnisse über die Entstehung des Sonnen­systems zu gewinnen. Die auf seinen Sensoren basierenden Geräte werden aktuell flugtauglich gemacht.

VERÖFFENTLICHT: 2008

Vorhersage von Vulkan­ausbrüchen

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