In situ bewijs van aggregatie van vulkanische as tijdens uitval, verkregen uit gecombineerde grond- en UAS-waarnemingen

Waarom neergaande as voor ons telt

Wanneer een vulkaan uitbarst, drift de as niet simpelweg als rook rond en raakt stilletjes neergeslagen. Hoe die kleine korrels in de lucht samenklonteren bepaalt waar as terechtkomt, hoe dik de lagen worden en wie of wat in de vallei daarvan wordt geraakt. Deze studie bij de Japanse vulkaan Sakurajima laat, voor het eerst met gecombineerde drone- en grondinstrumenten, zien hoe asdeeltjes zelfs bij relatief zwakke, alledaagse uitbarstingen snel grotere klonten vormen, waarmee ons inzicht in vulkanische risico’s en luchtkwaliteit wordt bijgesteld.

Een vulkaan die bijna elke dag uitbarst

Sakurajima is een voortdurend onrustige vulkaan die frequent lage aspluimen uitstoot, minder dan twee kilometer boven zeeniveau. Omdat deze gebeurtenissen bescheiden zijn vergeleken met spectaculaire grote uitbarstingen, worden ze vaak als routine beschouwd. Toch sturen ze vrijwel dagelijks fijne en grove as de lucht in boven nabijgelegen gemeenschappen. De onderzoekers concentreerden zich op vier dergelijke gebeurtenissen verspreid over enkele dagen, variërend van zacht asventen tot milde explosieve uitbarstingen, om te zien hoe as zich gedroeg tijdens de reis van de krater naar door de wolk en naar de grond.

As volgen van lucht tot grond

Om deze reis te volgen combineerde het team een netwerk van grondinstrumenten met een aangepast dronesysteem. Camera’s op kilometers afstand maten de hoogte en beweging van de pluim. Dichter bij de vulkaan registreerden optische sensoren op de grond hoeveel deeltjes per minuut arriveerden, hoe groot ze waren, hoe snel ze vielen en zelfs of ze elektrische lading droegen. Tegelijk hing een drone op ongeveer 500 meter hoogte boven het opstijgpunt onder de bewegende wolk. Aan boord telapparaten maten het aantal en de grootte van zeer fijne zwevende deeltjes, terwijl kleefplaten monsters van asdeeltjes in de lucht verzamelden. Gekoppelde monstername tijden en computermodellen van de deeltjesbanen stelden de wetenschappers in staat te vergelijken wat de drone hoog in de lucht zag met wat uiteindelijk het oppervlak bereikte.

Hoe asdeeltjes aan elkaar kleven

De monsters en metingen toonden aan dat asdeeltjes vaak niet alleen als losse deeltjes aankomen, maar ook als klonten. Onder droge tot licht vochtige omstandigheden droegen de deeltjes elektrische ladingen die hen hielpen elkaar aan te trekken, waardoor losse clusters ontstonden, hoofdzakelijk bestaande uit fijne as die grotere stukken omhult of bedekt. Bij regenachtige omstandigheden speelde water de dominante rol en verzamelde de as in meer compacte pelletachtige klonten en in met as gevulde regendruppels. Over alle vier de gebeurtenissen was het aandeel as dat in aggregaten werd aangetroffen consequent lager in de dronemonsters dan in de grondmonsters, wat laat zien dat veel klonten zich vormen tijdens de laatste honderden meters van de val, en niet alleen binnen de hoofdwolk.

Snelle routes voor zeer fijne as

Op zichzelf zouden piepkleine asdeeltjes langzaam moeten drijven en lange tijd in de lucht blijven. Toch detecteerde de deeltjesmeter van de drone scherpe, kortstondige lagen van fijne deeltjes onder de wolk, en registreerden de grondinstrumenten pulsen van asdat aankwamen die niet verklaard konden worden door eenvoudige bezinking. Computermodellen van de deeltjesbanen bevestigden dat veel kleine korrels niet individueel van de pluim naar de meetpunten hadden kunnen vallen. In plaats daarvan reisden ze waarschijnlijk omlaag in asrijke vingers die van de wolk afschilferen en in groeiende klonten die sneller vallen dan losse deeltjes. Naarmate klonten zich vormen en uiteenbreken, blijven sommige fijne deeltjes vrij maar bereiken ze desondanks efficiënter de grond dan modellen van individuele bezinking zouden voorspellen.

Wat dit betekent voor mensen die nabij vulkanen wonen

Voor nabijgelegen gemeenschappen laat dit werk zien dat zelfs bescheiden dagelijkse pluimen as sneller en dichter bij de krater aan de grond kunnen brengen dan verwacht, omdat de korrels aan elkaar kleven tijdens de val. De studie maakt duidelijk dat zowel elektrische krachten als vloeibaar water dit samenklonteren sterk kunnen versterken, en dat de laatste paar honderden meters boven de grond een bijzonder actief gebied zijn waar as zich snel herschikt. Een betere opname van deze processen in verspreidingsvoorspellingen zou de schattingen van waar as zal landen, hoe dicht de lucht kan worden en hoe lang de deeltjes blijven hangen, moeten verbeteren, wat planners en bewoners helpt de doorlopend effecten van frequent actieve vulkanen beter te beheersen.

Bronvermelding: Thivet, S., Simionato, R., Fries, A. et al. In-situ evidence of volcanic ash aggregation during fallout from combined ground- and UAS-based observations. Sci Rep 16, 15083 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45460-x

Trefwoorden: vulkanische as, Sakurajima, asaggregatie, meting met drone, tefra-neerslag