Forscher der Universität Pittsburgh haben nach der Eruption des Mauna Loa im Jahr 2022 neue Methoden entwickelt, um Lavaströme präziser vorherzusagen und den Ausbruch von Vulkanen besser zu überwachen. Während des dreizehn Tage langen Ereignisses floss ein bedeutender Teil der Lava direkt auf die Saddle Road zu, eine kritische Verbindungsstraße, die die Inselquerschnitt durchquert. Damals konnten Wissenschaftler nicht mit Sicherheit sagen, ob die Lava die Straße erreichen würde oder kurz vorher zum Stillstand kommen würde. Heute ermöglichen Fortschritte in der Satellitendatenanalyse und maschinellem Lernen eine Echtzeitüberwachung und genauere Vorhersagen. Ian Flynn, Assistenzprofessor für Geologie und Umweltwissenschaften, arbeitete mit Professor Michael Ramsey zusammen, um öffentlich zugängliche und private Satellitendaten zu kombinieren. Mit Hilfe von Algorithmen gelang es dem Team, den Fortschritt der Lavafront in Echtzeit zu verfolgen. Zwar erreichte die Lava die Straße nicht, jedoch blieb ein direkter Weg zur Infrastruktur bestehen. Die Analyse ergab, dass die Lava etwa 1,5 Meilen vor der Straße stoppte. Diese Fähigkeit, den Fluss fortlaufend zu kartieren, ist entscheidend für den Katastrophenschutz. Ein weiterer Meilenstein ist die Vorhersage des Ausbruchszeitpunkts. Traditionelle Methoden basieren auf Hitze- und Seismizitätsdaten, lassen jedoch oft unklar, wie stark und wie früh diese Anzeichen auftreten müssen. In Zusammenarbeit mit Dr. Claudia Corradino vom italienischen Geophysikalischen Institut INGV entwickelte das Team einen maschinellen Lernalgorithmus. Dieser konnte eine thermische Zunahme einen Monat vor Beginn der Eruption identifizieren. Da jeder Vulkan sein eigenes Verhalten zeigt, sind individuelle Modelle unerlässlich. Die gewonnenen Erkenntnisse tragen dazu bei, das spezifische Verhalten des Mauna Loa besser zu verstehen, um künftige Ausbrüche früher erkennen zu können. Darüber hinaus untersuchten die Forscher die Dicke der Lavaströme, eine Information, die von herkömmlichen zwei-dimensionalen Bildern nicht erfasst werden kann. Dafür nutzten sie Methoden, die ursprünglich zur Analyse von Gletschern an der NASA angewendet wurden. Die Kenntnis der Flussdicke erlaubt Rückschlüsse darauf, ob eine Eruption gerade begonnen hat oder bereits abnimmt. Zudem hilft die Analyse der Abkühlungsgeschwindigkeit, die Zusammensetzung der Lava zu bestimmen und die Dauer von Gefahren wie toxischen Gasen genauer einzuschätzen. Diese Forschung hat auch weitreichende Implikationen für die Planetologie. Die auf der Erde gewonnenen Daten zur Abkühlungsrate von Lava helfen Wissenschaftlern, aktive Vulkanprozesse auf anderen Planeten, wie etwa auf der Venus, besser zu interpretieren. Da die atmosphärischen Bedingungen dort von denen auf der Erde abweichen, ermöglichen präzise Modelle auf der Erde genauere Schlussfolgerungen für extraterrestrische Beobachtungen. Die Studien zeigen, dass es keine universelle Lösung zur Vorhersage von Vulkaneruptionen geben wird. Stattdessen müssen für jeden einzelnen Vulkan maßgeschneiderte Überwachungssysteme entwickelt werden, die dessen spezifische „Persönlichkeit" berücksichtigen. Durch die Kombination von Daten verschiedener Satellitenquellen und fortschrittlicher Algorithmen haben die Forscher jedoch ein wertvolles Werkzeug an die Hand bekommen, um Menschen sicherer zu machen und das Wissen über vulkanische Aktivität sowohl auf der Erde als auch im Weltraum zu vertiefen. Die Ergebnisse wurden kürzlich im Journal of Volcanology and Geothermal Research veröffentlicht.