Die Interferometrie ist ein Messverfahren, um selbst kleinste Größenänderungen von Objekten und Geländestrukturen zu bestimmen. Hierbei wird die Interferenz (Überlagerung) von elektromagnetischen Wellen genutzt, um diese Änderungen zu erfassen. Im Zusammenhang mit dem Vulkanismus ist die satellitengestützte Interferometrie mit Hilfe des Synthetik-Apertur-Radars (SAR) von besonderem Interesse.
Interferometrie wird von Satelliten aus betrieben
Das SAR tastet die Erdoberfläche mit Mikrowellenimpulsen ab. Dabei werden Auflösungen im Zentimeter-Bereich möglich. Indem 2 oder mehrere Bilder mit einer leicht verschobenen Sensorik (unterschiedlicher Aufnahmewinkel) überlagert werden, entstehen 3-dimensionale Bilder. Sie werden zur Erstellung von Höhenmodellen herangezogen. Erfolgen mehrere zeitlich versetzte Überflüge des Satelliten, kann man Höhenänderungen im Zeitverlauf feststellen. Somit können am Vulkan Bodendeformationen erfasst werden, die einen wichtigen Hinweis liefern, ob Magma aufsteigt und einen Vulkan aufbläht. Das Wachstum von Lava-Domen kann man ebenso dokumentieren. Die Daten werden in einem Interferogramm dargestellt. Bunte Kreise zeigen die Bereiche mit der Bodendeformation an. Der Maßstab ist variabel, doch oft zeigt eine Farbe eine Bodendeformation von 2 cm an.
Die Unterscheidung zwischen Bodenhebung und Bodensenkung ist nicht ganz so einfach und nur an der Farbabfolge der Farbringe auszumachen. Geht der Farbverlauf von Rot (links) nach Blau (rechts), hat man Bodenhebung. Im umgekehrten Fall hat man Bodensenkung, die auch Subsidenz genannt wird.
Was sich erst einmal einfach liest, erfordert hohes wissenschaftliches Know-how, wie es die Raumfahrtorganisationen DLR, ESA und NASA liefern. Die Bearbeitung der Rohdaten ist zudem sehr aufwendig und erfordert ein umfangreiches und zeitaufwendiges Processing. Die Algorithmen der Software zur Datenverarbeitung werden noch ständig angepasst und verbessert. Daher dient die SAR-Interferometrie momentan in erster Linie länger angesetzten Studien und weniger dem aktuellen Monitoring von Vulkanen. Dennoch gehört sie mittlerweile ins Portfolio mehrerer großer Observatorien, die die Hochrisikovulkane in Nachbarschaft großer Städte überwachen. Da die SAR-Interferometrie mit relativ hohen Kosten verbunden ist, werden entlegenere Vulkane noch nicht systematisch überwacht. Oftmals wird die Technik erst angewendet, wenn sich schon eine bedrohliche Situation entwickelt hat, wie es 2017 am Gunung Agung auf Bali der Fall war. Den Vulkanologen vor Ort standen bis zur Eruption nur veraltete Technik zur Verfügung.
Entsprechende Geräte befinden sich an Bord verschiedener Weltraummissionen. Aktuell sind das die TerraSAR-X-, die TanDEM-X- und die Sentinel-1-Missionen.
Darüber hinaus wird die SAR-Interferometrie nicht nur an Vulkanen angewendet, sondern auch in der Seismologie und der Fernerkundung der Gebirge, Gletscher und Ozeane bzw. deren Küsten.
