Nya insikter i mekanismerna bakom Hawaiis Kilaueas lavastenar

Bild: Ars Technica · Källa

Forskning från US Geological Survey om Kilaueas senaste utbrott ger ledtrådar för att förutsäga lavastenar och tyder på ångdrivna processer framför koldioxid-skum som drivkälla för stenarna.

De spektakulära lavastenarna vid Hawaiis Kilauea-vulkan har länge fascinerat vulkanologer, men de krafter som driver dessa smälta strålar som når hundratals meter höjd är delvis höljda i mysterium. De senaste utbrotten har gett en enastående möjlighet att studera och bättre förstå dessa dramatiska vulkaniska fenomen.

Kilauea, den yngsta och mest aktiva vulkanen på Hawaii, uppvisar vanligtvis långsamt rörliga lavalöften. Sedan 1823 har den dock endast upplevt tre episoder av lavastenar. Efter ett stort utbrott 2018 som delvis tömde ett underjordiskt magmareservoar, övervakade forskare från US Geological Survey (USGS) platsen intensivt med ett nätverk av 35 stationer utrustade med seismiska, infraljud, geodetiska, gas- och termiska samt visuella kameror.

Från 2019 började magmareservoaren under Kilauea fyllas på långsamt till en början, sedan märkbart accelererande fram till 2023, vilket gjorde att toppen blåstes upp i en ökande takt, först 22 centimeter per år och sedan 57 centimeter. År 2024 inträffade en serie jordbävningar när en 900 meter lång spricka öppnades och lanserade lavastenar så höga som 160 meter under 13 timmar. Kort därefter följde ett andra utbrott. Månaden därpå registrerade USGS ytterligare 52 lavastenar, vissa med utslungad lava över 400 meter höga.

Viktiga insikter från denna aktivitet inkluderade möjligheten att förutsäga tidpunkten för utbrott genom att övervaka Kilaueas toppvinkling. Varje utbrott orsakade snabb nedsjunken inflation vid toppen och följdes av gradvis påfyllning av magmareservoaren. Flera utbrott inträffade när mätningar av toppvinklingen nådde liknande tröskelvärden, vilket möjliggjorde förbättrad varning trots avsaknad av tydliga seismiska signaler strax före lavastenar.

När det gäller mekanismerna bakom lavastenarna finns två huvudhypoteser. En hänför stenarna till ånga som genereras när vatten i magmareservoaren når grundare nivåer och förångas hastigt, fragmenterar magman och driver upp denåt. Alternativt pekar man på koldioxid som bildar ett skum ovanpå magmakammaren som plötsligt släpper gas och driver stenarna.

Data från de senaste utbrotten visar låga nivåer av koldioxid under hela utbrottscykeln, vilket försvagar stödet för skumteorin. Svaveldioxidnivåerna steg under utbrotten men var totalt sett höga, vilket indikerar kontinuerligt gasutsläpp från magman men med ökad aktivitet under lavastenar. Denna bevisning stödjer ångdriven utbrottsmodell, även om det fortfarande är oklart varför jämna processer plötsligt utlöser lavastenar.

Kemisk analys av magmaprover visade fluktuerande nivåer av magnesiumoxid, vilket speglar temperaturförändringar i linje med cykler av magmanedgång och påfyllning. Andra oxider ökade över tid, vilket tyder på ny magma med annan kemi.

Trots omfattande instrumentering kvarstår utmaningar, särskilt vid gasprovtagning som störs av infraröd interferens under lavastenar och säkerhetsrisker från de höga jetstrålarna. En kamera förlorades när den spelade in närbilder av smält sten som föll från himlen.

Kilauea fortsätter att vara ett kraftfullt naturlaboratorium för att belysa dynamiken i vulkanutbrott. Även om de senaste studierna markerar betydande framsteg för att förstå och förutsäga lavastenar återstår mycket att lära för att helt avslöja hemligheterna bakom dessa eldiga skådespel.

(Vetenskaplig referens: USGS-forskning publicerad i Science, oktober 2026, DOI: 10.1126/science.aef2931)