Tropical volcanic islands are geohazards hotspots. In addition to primary volcanic hazards (lava flows and/or explosive eruptions) and secondary volcanic hazards such as rainfall-triggered lahars (remobilization of unconsolidated volcanic deposits leading to debris flows), they are also exposed to flank collapses that may lead to tsunami, and experience frequent smaller landslides due to their steep topography. Lahars also cause floods due to soil-seiling. Populations and infrastructure are concentrated at the outlets of small, mountainous river valleys, which increase their vulnerability to geohazards. Here we use Karthala volcano, Indian Ocean, as a case study to predict lava flow and rainfall-induced lahars using numerical modelling, German TerraSAR-X topographic data, and field data (UAVs).

Short research questions:

• What is the DEM threshold resolution for predicting lava flow hazards on young (i.e. undissected) shield volcanoes?
• Can we identify a rainfall threshold for triggering lahars?
• What will be the most probable lava flow path during Karthala’s next eruption?

GFZ collaborators: Prof. Thomas Walter (2.1), Dr. Loraine Gourbet, Grace Guryan (officially starts in July 2025)

Tropische Vulkaninseln sind Hotspots für Georisiken. Neben primären vulkanischen Gefahren (Lavaströme und/oder explosive Eruptionen) und sekundären vulkanischen Gefahren wie durch Regenfälle ausgelöste Lahare (Remobilisierung von nicht verfestigten vulkanischen Ablagerungen, die zu Geröllströmen führen) sind sie auch Flankenkollapsen ausgesetzt, die zu Tsunamis führen können, und aufgrund ihrer steilen Topographie häufig von kleineren Erdrutschen betroffen sind . Lahare verursachen auch Überschwemmungen durch Bodenerosion. Bevölkerung und Infrastruktur konzentrieren sich an den Ausläufern kleiner, gebirgiger Flusstäler, was ihre Anfälligkeit für Georisiken erhöht. Hier verwenden wir den Vulkan Karthala im indischen  Ozean als Fallstudie, um Lavaströme und regenbedingte Lahare mithilfe numerischer Modellierung, topografischer Daten vom deutschen Satelliten TerraSAR-X und Felddaten (UAVs) vorherzusagen.

Kurze Forschungsfragen:

· Wie hoch ist der Schwellenwert für die Auflösung des digitalen Geländemodells für die Vorhersage von Lavaflussgefahren auf jungen (d. h. nicht zerklüfteten) Schildvulkanen?
· Können wir einen Niederschlagsschwellenwert für die Auslösung von Laharen ermitteln?
· Welches wird der wahrscheinlichste Lavastrompfad während des nächsten Ausbruchs von Karthala sein?

GFZ-Mitarbeiter:  Prof. Thomas Walter (2.1), Dr. Loraine Gourbet, Grace Guryan (offizieller Beginn im Juli 2025)