Wetenschappers creëren gedetailleerd 3D-model van vulkaaninterieur met AI en seismische data

Een gezamenlijk project van de Universiteit van Genève en het Italiaanse Nationaal Instituut voor Geofysica en Vulkanologie (INGV) heeft in 2025 een baanbrekend gedetailleerd 3D-model van het binnenste van de vulkaan Vulcano op Sicilië opgeleverd. Dit model, een resultaat van de integratie van seismische data van mobiele seismische netwerken met geavanceerde kunstmatige intelligentie (AI) technieken, biedt een ongekend inzicht in de interne werking van de vulkaan.

Vulcano, een actieve vulkaan die al minstens 2000 jaar vulkanische activiteit vertoont en sinds 2021 een toename in explosieve activiteit laat zien, vormde het studieobject voor dit onderzoek. Om de seismische energie die vrijkwam bij de recente erupties te benutten, zette het onderzoeksteam ongeveer 200 draagbare seismische sensoren in op het eiland. Gedurende een maand registreerden deze seismometers natuurlijke trillingen in de aardbodem. De enorme hoeveelheid verzamelde data werd vervolgens verwerkt met behulp van de supercomputer 'Yggdrasil' van de Universiteit van Genève, die beschikt over 4300 processors en 50 GPU's.

Het resulterende 3D-model biedt een nauwkeurige reconstructie van de interne structuur van Vulcano. Het model onthult hoe breuklijnen aan de basis van de vulkaan functioneren als een complex 'leidingsysteem' voor magma en hydrothermale vloeistoffen. Deze bevindingen markeren een significante vooruitgang in het begrip van vulkanische dynamiek diep onder het aardoppervlak. De integratie van geautomatiseerde meetstations met AI opent deuren voor real-time monitoring van vulkanische systemen wereldwijd, wat kan leiden tot dynamische en aanpasbare evacuatieplannen.

Douglas Stumpp, hoofdauteur van de studie, benadrukt dat het real-time verwerken van seismische 'ambient noise tomography' data, ondersteund door neurale netwerken, de analyse van het gedrag van specifieke gebieden mogelijk maakt naarmate deze zich ontvouwen. Dit kan de ontwikkeling van flexibele evacuatieplannen bevorderen. Het INGV speelt een cruciale rol in het seismisch monitoren van Italië en beheert nationale netwerken voor seismische en vulkanische fenomenen. De recente activiteit van Vulcano, waaronder een toename in gasconcentraties en temperatuur sinds september 2021, leidde tot een verhoogde alertheidsstatus, wat de noodzaak van verfijnde monitoringtechnieken onderstreept.