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Event Trees and Epistemic Uncertainty in Long‐Term Volcanic Hazard Assessment of Rift Volcanoes: The Example of Aluto (Central Ethiopia)
Geochemistry, Geophysics, Geosystems ( IF 4.480 ) Pub Date : 2020-08-20 , DOI: 10.1029/2020gc009219
P. Tierz 1, 2 , B. Clarke 2, 3 , E. S. Calder 2 , F. Dessalegn 4 , E. Lewi 5 , G. Yirgu 6 , K. Fontijn 7 , J. M. Crummy 1 , Y. Bekele 8 , S. C. Loughlin 1
Affiliation  

Aluto is a peralkaline rhyolitic caldera located in a highly populated area in central Ethiopia. Its postcaldera eruptive activity has mainly consisted of self‐similar, pumice‐cone‐building eruptions of varying size and vent location. These eruptions are explosive, generating hazardous phenomena that could impact proximal to distal areas from the vent. Volcanic hazard assessments in Ethiopia and the East African Rift are still limited in number. In this study, we develop an event tree model for Aluto volcano. The event tree is doubly useful: It facilitates the design of a conceptual model for the volcano and provides a framework to quantify volcanic hazard. We combine volcanological data from past and recent research at Aluto, and from a tool to objectively derive analog volcanoes (VOLCANS), to parameterize the event tree, including estimates of the substantial epistemic uncertainty. Results indicate that the probability of a silicic eruption in the next 50 years is highly uncertain, ranging from 2% to 35%. This epistemic uncertainty has a critical influence on event‐tree estimates for other volcanic events, like the probability of occurrence of pyroclastic density currents (PDCs) in the next 50 years. The 90% credible interval for the latter is 5–16%, considering only the epistemic uncertainty in conditional eruption size and PDC occurrence, but 2–23% when adding the epistemic uncertainty in the probability of eruption in 50 years. Despite some anticipated challenges, we envisage that our event tree could be translated to other rift volcanoes, making it an important tool to quantify volcanic hazard in Ethiopia and elsewhere.

中文翻译:

裂谷火山长期火山危险性评估中的事件树和认知不确定性:Aluto(埃塞俄比亚中部)的例子

Aluto是一种碱性碱性流纹破火山口,位于埃塞俄比亚中部人口稠密的地区。它的火山口后喷发活动主要包括大小不一,喷口位置不同的自相似,浮石圆锥体喷发。这些喷发是爆炸性的,会产生危险现象,可能会影响通风孔的近端至远端区域。埃塞俄比亚和东非大裂谷的火山危害评估数量仍然有限。在这项研究中,我们开发了Aluto火山的事件树模型。事件树是双重有用的:它有助于设计火山的概念模型,并提供量化火山危害的框架。我们结合了Aluto过去和最近的研究中的火山学数据,并通过一种工具可以客观地得出模拟火山(VOLCANS),对事件树进行参数化,包括对大量认知不确定性的估计。结果表明,未来50年发生硅爆发的可能性非常不确定,范围为2%至35%。这种认识上的不确定性对其他火山事件的事件树估计具有至关重要的影响,例如在未来50年内发生火山碎屑密度流(PDC)的可能性。后者的90%可信区间为5–16%,仅考虑条件性喷发大小和PDC发生的认知不确定性,而在50年内将认知不确定性与喷发可能性相加时为2–23%。尽管遇到了一些预期的挑战,但我们认为我们的事件树可以转换为其他裂谷火山,使其成为量化埃塞俄比亚和其他地方火山危害的重要工具。结果表明,未来50年发生硅爆发的可能性非常不确定,范围为2%至35%。这种认识上的不确定性对其他火山事件的事件树估计具有至关重要的影响,例如在未来50年内发生火山碎屑密度流(PDC)的可能性。后者的90%可信区间为5–16%,仅考虑条件性喷发大小和PDC发生的认知不确定性,而在50年内将认知不确定性与喷发可能性相加时为2–23%。尽管面临一些预期的挑战,但我们认为事件树可以转换为其他裂谷火山,使其成为量化埃塞俄比亚和其他地方火山危害的重要工具。结果表明,未来50年发生硅爆发的可能性非常不确定,范围为2%至35%。这种认识上的不确定性对其他火山事件的事件树估计具有至关重要的影响,例如在未来50年内发生火山碎屑密度流(PDC)的可能性。后者的90%可信区间为5–16%,仅考虑条件性喷发大小和PDC发生的认知不确定性,而考虑到50年内发生喷发可能性的认知不确定性则为2–23%。尽管遇到了一些预期的挑战,但我们认为我们的事件树可以转换为其他裂谷火山,使其成为量化埃塞俄比亚和其他地方火山危害的重要工具。范围从2%到35%。这种认识上的不确定性对其他火山事件的事件树估计具有至关重要的影响,例如在未来50年内发生火山碎屑密度流(PDC)的可能性。后者的90%可信区间为5–16%,仅考虑条件性喷发大小和PDC发生的认知不确定性,而考虑到50年内发生喷发可能性的认知不确定性则为2–23%。尽管遇到了一些预期的挑战,但我们认为我们的事件树可以转换为其他裂谷火山,使其成为量化埃塞俄比亚和其他地方火山危害的重要工具。范围从2%到35%。这种认识上的不确定性对其他火山事件的事件树估计具有至关重要的影响,例如在未来50年内发生火山碎屑密度流(PDC)的可能性。后者的90%可信区间为5–16%,仅考虑条件性喷发大小和PDC发生的认知不确定性,而考虑到50年内发生喷发可能性的认知不确定性则为2–23%。尽管遇到了一些预期的挑战,但我们认为我们的事件树可以转换为其他裂谷火山,使其成为量化埃塞俄比亚和其他地方火山危害的重要工具。例如未来50年发生火山碎屑密度电流(PDC)的可能性。后者的90%可信区间为5–16%,仅考虑条件性喷发大小和PDC发生的认知不确定性,而在50年内将认知不确定性与喷发可能性相加时为2–23%。尽管面临一些预期的挑战,但我们认为事件树可以转换为其他裂谷火山,使其成为量化埃塞俄比亚和其他地方火山危害的重要工具。例如未来50年发生火山碎屑密度电流(PDC)的可能性。后者的90%可信区间为5–16%,仅考虑条件性喷发大小和PDC发生的认知不确定性,而考虑到50年内发生喷发可能性的认知不确定性则为2–23%。尽管遇到了一些预期的挑战,但我们认为我们的事件树可以转换为其他裂谷火山,使其成为量化埃塞俄比亚和其他地方火山危害的重要工具。
更新日期:2020-10-11
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