De Etna is geen onbekende in verrassingen. Maar deze keer deed hij het op een geheel nieuwe manier: zijn stem reikte helemaal tot in de ruimte. Voor het eerst heeft een groep Italiaanse onderzoekers de verstoringen gemeten die worden veroorzaakt door een vulkaanuitbarsting in de ionosfeer, de laag van de atmosfeer die zich uitstrekt van ongeveer 60 tot ruim 1.000 kilometer boven zeeniveau.
De studie, gepubliceerd in Earth and Space Science met de titel “Ionospheric Disturbances While the 4 December 2015, Mt. Etna Eruption”, is ondertekend door een team van het Nationaal Instituut voor Geofysica en Volcanologie (INGV) samen met de universiteiten van Trento, Catania, Calabrië en Sapienza van Rome, in samenwerking met het Instituut voor Atmosferische Fysica van Praag.
Wetenschappers analyseerden de uitbarsting van 4 december 2015, toen een spectaculaire lavafontein uit de Voragine-krater een kolom vulkanisch materiaal tot 13 kilometer de lucht in duwde. Sindsdien heeft het netwerk van meer dan 200 GNSS-satellietontvangers verspreid over Sicilië en Zuid-Italië variaties in het totale elektronengehalte (TEC) geregistreerd, een parameter die de dichtheid van elektronen in de ionosfeer aangeeft.
De afwijkingen verschenen 20-30 minuten na het begin van de uitbarsting, vielen samen met de groei van de uitbarstingskolom, en plantten zich ongeveer 200 kilometer naar het zuidwesten voort. “We hebben aangetoond dat zelfs een ‘lokale’ uitbarsting een spoor achterlaat in de ruimte”, legt Federico Ferrara (Universiteit van Trento – INGV Etneo Observatorium) uit. “Ionosferische observaties kunnen de traditionele monitoring aanvullen en nieuwe perspectieven openen.”
De gedetecteerde oscillaties hadden perioden van 15-25 minuten en amplitudes van ongeveer 0,6 TECU, waarden die consistent waren met de zogenaamde atmosferische zwaartekrachtgolven, gegenereerd door de snelle opkomst van de kolom as en gas. Deze golven, die naar boven stijgen, brengen energie over naar de buitenste lagen van de atmosfeer, waar ze door satellieten kunnen worden onderschept.
“Dergelijke rijke gegevens stelden ons in staat zwakke maar significante oscillaties te herkennen”, onderstreept Michela Ravanelli van de Sapienza Universiteit van Rome. “Het is een belangrijke stap in de richting van de integratie tussen vulkanologie en ruimtewetenschappen.”
Voor Alessandro Bonforte van INGV laat de ontdekking zien hoe “de monitoringnetwerken die zijn gecreëerd om de lithosfeer te bestuderen ook kunnen worden gebruikt om opwaartse verstoringen te onderzoeken, waardoor een geïntegreerde visie op de planeet ontstaat, van ondergronds tot ruimtelijk”.
Voorspellings- en waarschuwingsmodellen
Het resultaat is niet alleen een wetenschappelijke nieuwsgierigheid. Begrijpen hoe een uitbarsting de ionosfeer beïnvloedt, zou in feite de voorspellings- en waarschuwingsmodellen kunnen verbeteren door seismische en thermische gegevens te integreren met satellietgegevens. De onderzoekers wijzen erop dat ionosferische signalen op zichzelf geen voorlopers van uitbarstingen zijn, maar kunnen “helpen bij het reconstrueren van energievrijgaveprocessen en bij het opstellen van nauwkeurigere uitbarstingsscenario’s.”
De studie is opgedragen aan de natuurkundige Vincenzo Carbone van de Universiteit van Calabrië, die onlangs overleed en in 2025 de Lewis Fry Richardson Medal ontving, erkenning voor zijn bijdrage aan de fysica van complexe systemen.
De Etna, met zijn intense activiteit en dichte netwerk van sensoren, bevestigt zichzelf als een uitzonderlijk natuurlijk laboratorium. Een vulkaan die niet alleen de aarde doet schudden, maar – zoals deze studie aantoont – ook de atmosfeer de ruimte in laat trillen, wat ons eraan herinnert hoe diep met elkaar verbonden de processen die onze planeet met de kosmos verbinden.
