Als Vorhersage wird die relativ präzise Aussage bezeichnet, mit welcher der vermutlich eruptierende Vulkanausbruch prophezeit wird. Darunter fällt der Zeitpunkt der Eruption, die voraussichtliche Art einer Eruption sowie die geschätzten Folgen einer Eruption. Nur wenn diese Vorhersage mit größtmöglicher Sorgfalt sowie Sicherheit getroffen werden - und durch die vulkanischen Ereignisse hinreichend bestätigt werden, kann die Glaubwürdigkeit hergestellt werden. Erst in diesem Augenblick können dann Vorsorgemaßnahmen getroffen werden. Wenn aber Vulkaneruptionen nur mit einer mittleren Wahrscheinlichkeit prognostiziert werden, werden sich Katastrophen nicht vermeiden lassen. Denn einerseits nehmen Menschen eher ein ungewisses Risiko als eine Evakuierung in Kauf. Andererseits haben Warnungen und Evakuierungen von Ereignissen die nicht eintreffen die paralysierende Wirkung, dass niemand auf die nächste Warnung hört (Schmincke, 2000).

Um Vulkaneruptions-Vorhersagen treffen zu können, benötigen Vulkanologen einerseits grundlegende Informationen über vulkanische Mechanismen als auch historische Informationen über das geschichtliche Verhalten des betrachteten Vulkans.

Die Vorgeschichte eines Vulkans zu kennen, ist wesentlich für die Abschätzung der langfristigen Wahrscheinlichkeit des Auftretens von bestimmten Eruptionstypen und Vulkaneruptions-Ereignissen. Denn Vulkane besitzen häufig eine gute (prä)historische Ereignisstratigraphie und Ereignischronologie. Diese Ereignisstratigraphie oder Ereignischronologie kann man rekonstruieren, indem man die Ablagerungen stratigraphisch gliedert, den strukturellen Aufbau und die Entwicklung des Vulkanes untersucht, das Alter der Ablagerungen ebenso bestimmt, wie die chemische und mineralogische Zusammensetzung des Eruptionsmaterial, wie Lava oder Tuffe. Unter den Punkt Rekonstruktion fällt auch die sorgfältige Dokumentation der vulkanologischen Parameter, wie beispielsweise Volumina, Korngröße, Partikelcharakteristika oder Eruptionsmechanismen. Wichtige Rückschlüsse lassen sich auch heute noch aus den früheren Ausbruchsverhalten eines Vulkans ziehen, weil ein ähnliches Verhalten auch künftig erwartet wird (Schmincke, 2000). Darüber hinaus ist das Monitoring, also die ständige Überwachung des Vulkans, von großer Bedeutung, denn die Veränderung verschiedener Parameter gibt Hinweise auf einen bevorstehenden Ausbruch.

Im Allgemeinen beobachten Wissenschaftler die folgenden vier wichtigsten Veränderungen in einem Vulkan, die beim Aufstieg des Magmas vor einer Eruption, hervorgerufen werden:

1.  Vulkanische Erdbeben
2. Ausdehnung von Magmakammern
3. Verstärkte Entgasung und veränderte Gaszusammensetzung
4.  Aufheizung

Nachfolgend wird auf die wichtigen vier Faktoren, welche oben aufgezählt wurden, im Einzelnen eingegangen. Jedoch ist zu berücksichtigen, dass die Beobachtungsverfahren erst in ihrer Gesamtheit aussagekräftig genug sind, um relevante Eruptionsvorhersagen treffen zu können. Des Weiteren muss klargestellt werden, dass trotz der vier Beobachtungsvorhersagen weiterhin keine wissenschaftlich präzise Vorhersage möglich ist. Dazu ist das Wissen über die Ausbruchsmechanismen noch zu vage, insbesondere bei selten eruptierenden Vulkanen. Aus diesem Grund können Vulkanologen mit den nachfolgenden beschriebenen Verfahren, lediglich Auskunft über einen bevorstehenden Vulkanausbruch geben, jedoch den genauen Zeitpunkt einer beginnenden Eruption nicht prognostizieren (Szeglat, 2016). Die genauesten zurzeit verfügbaren Methoden, die immerhin im Einzelfall auf wenige Tage genau Vorhersage ermöglichen, sind die Analyse von vulkanischen Erdbeben und die Deformationen (Aufbeulungen) der Erdkruste über einem Magmareservoir. Jedoch bleibt trotz dessen eine gewisse Unberechenbarkeit bestehen. Darüber hinaus ist es notwendig, neben der Vorhersage gefährlicher Eruptionen, Schutzmaßnahmen sowie Risiko- und Handlungspläne auszuarbeiten. Ebenso sollte eine Aufklärung der betroffenen Bevölkerung erfolgen, als auch gesetzliche Regelungen für den Ernstfall getroffen werden (Olzem, 2016).

Als Vulkanischer Tremor werden Erdbeben definiert, die unter oder im Vulkan sowie in der Nähe von Vulkanen auftreten – generell in einem Umfeld von bis zu 10 km Entfernung – oder die durch vulkanische Prozesse entstehen. Im Voraus von Vulkanausbrüchen wurden bis jetzt ausnahmslos immer verstärkte Erdbebenaktivität Jahre, Monate Tage oder Stunden vor der Eruption, im direkten Umfeld des Vulkans, festgestellt. Diese Beben, also feinste Bodenvibrationen, sind mittels Seismografen messbar. Somit ist die Seismologie die wichtigste Methode, um Vulkaneruptionen vorherzusagen. Aus diesem Grund werden weltweit ungefähr 200 der 550 Vulkane, die in historischer Zeit eruptiert sind, überwacht. Die heute zu erreichende Präzision, im Zusammenspiel mit einer hohen Dichte von Messstationen, ermöglicht Erdbebenherde mit einer Genauigkeit von bis zu 100 m horizontal und bis zu 130 m vertikal zu lokalisieren. Jedoch sind Abweichungen von 500 m horizontal und 1000 m vertikal typisch (Schmincke, 2000).

Ein Eruptionsprozess wird generell vom Aufstieg des Magmas eingeleitet. Bei diesem Prozess entstehen charakteristische seismische Signale. In der Geologie werden feinste Bodenvibrationen als seismische Signale bezeichnet. Ursächlich für die seismischen Signale sind entstehende Spannungen im Umgebungsgestein und Entgasungsprozesse des Magmas, beim Aufstieg des Magmas entlang von vorgezeichneter und neuer Bruchlinien, Spalten oder Risse. Hierbei zerbricht einerseits Gestein, andererseits beginnen Risse zu vibrieren. Bei der Gesteinszerstörung werden Erdbeben mit hohen Frequenzen ausgelöst. Dagegen führt die Rissbewegung zum Tremor, also niedrig frequente Beben.

Um Tiefe und Herd der vulkanischen Beben zu ermitteln, wird ein Netz von äußerst empfindlichen Seismometern rund um den Vulkan eingerichtet. Die vermehrte Anzahl an Erdbeben mit einer geringeren Stärke als 1 auf der Richterskala, ist häufig das erste Indiz dafür, dass ein Vulkan aktiv wird. Es wird als Tremor bezeichnet. Mit Hilfe moderner Technik werden Veränderungen der seismischen Aktivität in Echtzeit ermittelt. Sodass Strukturen und Vorgänge unter der Erdoberfläche unmittelbar und exakt simuliert als auch analysiert werden können (Olzem, 2016).

Veränderungen in der Bodenformation, also „anschwellende Vulkane“, deuten ebenfalls auf eine Eruption hin. Der langsame Aufstieg von Magma ins Vulkaninnere, also in die Magmakammer, verursacht ein „anschwellen“ des Vulkans und geht zumeist einer Eruption voraus. Bei diesem Prozess dehnt sich die Oberfläche aus, Neigungen und Entfernungen verändern sich und Risse entstehen. Aus diesem Grund sind Neigungs- und Entfernungsmessungen notwendig, um diese Ausdehnungen an der Oberfläche eines Vulkans, zu messen.

Heutzutage werden vorwiegend Electronic-Distance-Meter (EDM) oder GPS (Satellitenmesssystem) Geräte für die Messung genutzt. Im Falle des EDM werden elektromagnetische Signale an ein Objekt gesendet, von diesem Objekt reflektiert und im EDM wieder empfangen. Mittels der entstehenden Phasenverschiebung des empfangenen Signals, kann die Entfernung bestimmt und anhand von Vergleichsmessungen die Entwicklung analysiert werden. Diese Tilt- und Entfernungsmessungen (mittels Tiltmessungen werden Neigungsveränderungen an der Oberfläche eines Vulkans gemessen. „Tilt“ (engl.) - „Neigung“) sind auch in schwierigen, beispielsweise steilen, mit Lockermaterial bedeckten oder vergletscherten Vulkanen, von hohem Erfolg (Szeglat, 2016).

Eruptive Gase sind die Haupttriebkraft der vulkanischen Aktivität. Die Änderung von Menge, Temperatur und chemischer Zusammensetzung der eruptiven Gase, sind für die Vorhersage von Vulkaneruptionen unabdingbar. Die Schwankung der chemischen Zusammensetzung dieser Gase ist umso höher, je heißer die Gase sind und folglich je reger die vulkanische Aktivität ist.

Häufig ist eine Zunahme von SO2-Emissionen einige Zeit vor der Vulkaneruption beobachtet worden, allerdings kann diese SO2-Emission auch einige Tage vor der Eruption wieder drastisch abnehmen. Folglich ist diese Beobachtung allein mit Vorsicht zu genießen (Szeglat, 2016)!

Das Verhältnis von F/Cl jedoch könnte einen brauchbareren Indikator darstellen. Bei hohem Gasausstoß lässt sich die Konzentration gewisser Gase mit Hilfe ihres Absorptionsspektrums im sichtbaren Licht auch durch Fernerkundung bestimmen. Somit können die Auswirkungen vom HF (Fluorwasserstoff), welche ein großes Problem darstellen genauer untersucht werden. Denn HF Gase stellen bedingt durch die Löslichkeit in Wasser und die leichte Absorption an Festkörpern (z.B. Aschepartikel oder Vegetation) in Gebieten, die längere Zeit vulkanischen Gasen ausgesetzt sind ein großes Problem dar. Diese Gebiete können mittels Fernerkundung nun besser geochemisch überwacht werden (Schmincke, 2000).

Die geochemische Überwachung beinhaltet auch die Beobachtung von Grundwasser als auch Quellen. Da unterirdisches Wasser oft von Fumarolen, vulkanischen Gasen die dem Magma entweichen und im Boden aufsteigen, kontaminiert werden (Olzem, 2016).

Ein Vulkan erwärmt sich, wenn Magma aus einer Magmakammer oder direkt aus dem oberen Erdmantel langsam aufsteigt. Dieser Aufstiegsprozess des etwa 1.200°C heißen Magmas, geht mit einer lokalen Temperaturerhöhung des Nebengesteins einher. Sogenannte thermische Aufheizungen entstehen durch oberflächennahe Stauung von aufgedrungener Schmelzen (Olzem, 2016).

Derartige Temperaturerhöhungen können direkt am Boden durch ortsfeste Stationen gemessen werde oder mittels Infrarotaufnahmen durch Satelliten. Thermischen Aufheizungen machen sich aber auch häufig indirekt bemerkbar, beispielsweise durch erhöhte Temperaturen in Wasserquellen am Fuße eines Vulkans oder plötzliche Schneeschmelzen. Sogar Änderungen des Wärmeflusses oder Änderungen des magnetischen Feldes können Indizien für eine Aufheizung sein (Schmincke, 2000).

Neben den vier wichtigen Faktoren sind durchaus noch weitere Methoden bekannt, um Veränderungen im Umfeld eines Vulkanes wahrzunehmen. Diese Methoden dienen ebenso der Vulkaneruptions-Vorhersagen und werden zur Unterstützung und Festigung der Ausbruchsthese, auf Grundlage der vier bekannten Faktoren, genutzt. Hier werden nun zwei dieser Vorhersagemethoden aufgeführt, die exemplarisch zeigen sollen, dass noch viel Potenzial zur Verbesserung des jetzigen Vulkaneruptions-Vorhersage-Systems ist.

Mikrogravimetrische Anomalien, also Veränderungen im Schwerefeld sind ein weiteres Indiz für Vulkaneruptionen. Ursächlich hierfür sind Dichteunterschiede zwischen Magma und Umgebungsgestein, welche durch den Austritt heißer Gesteinsschmelzen in oberflächennahe Erdschichten verursacht werden. Diese Anomalien werden mit Hilfe von hoch empfindlichen Gravimetern, welche an den aktiven Vulkanen installiert sind, gemessen und mittels Fernübertragung an eine Forschungsstation weitergeleitet. Zudem können beim Magma-Aufstieg lokale Änderungen des Magnetfeldes registriert werden, welche durch thermische Einwirkungen verursacht werden (Olzem, 2016).

In der Geologie wird die Beobachtung von Umweltfaktoren oder aber auch die Satellitengestützte Überwachung von Georisiken, also Naturereignisse wie beispielsweise Vulkaneruptionen, Hochwasser oder Tsunami, als Fernerkundung bezeichnet. Unter diesen Bereich fällt auch die Satellitenüberwachung von Vulkanen, mit dessen Hilfe es möglich ist im gesamten elektromagnetischen Spektrum Veränderungen zu beobachten. Das heißt, mit Hilfe der Fernerkundung werden auch solche Vulkane beobachtet, die nicht mittels konventioneller Methoden überwacht werden können. Diese Methode ermöglicht beispielsweise Veränderungen von Krustendeformationen über das synthetische Aperatur-Radar zu beobachten und auszuwerten. Für einen Großteil aller Vulkane, die nicht am Boden überwacht werden bietet die satellitengestützte Fernerkundung also die einzige Möglichkeit, schnell Daten über Vorläuferphänomene in Echtzeit zu erfassen.

Wie Funktioniert die Methode der Fernerkundung genau? Mit Hilfe eines Sensors werden elektromagnetische Strahlungen gemessen, die von der Oberfläche eines Vulkans ausgestrahlt werden oder aber auch von Aschewolken die aus einem Vulkan aufsteigen. So wird die Fernerkundung im Falle der Vulkaneruptionsvorhersagen insbesondere dazu genutzt, Vulkaneruption überhaupt nachzuweisen. Denn eine Vielzahl an Eruptionen ist ohne den technischen Fortschritt mittels Fernerkundung gar nicht wahrzunehmen. Des Weiteren dient die Methode der Fernerkundung dazu, verschiedene Parameter zu überwachen. Darunter zählen die Überwachung von thermischen Veränderungen, die Überwachung der Eruptionssäule als auch die Überwachung der Bodendeformation (Schmincke, 2000).

Die oben genannten Argumente, machen deutlich, wie schwierig es ist, die nächste Vulkaneruption auf Ischia zeitnah vorherzusagen. Damit eine Vorwarnung so früh wie möglich erfolgen kann, sind an verschiedenen Stellen der Insel unterschiedliche Messstationen installiert, die fortlaufend Daten zur Erdoberflächentemperatur, Seismik oder Bodendeformationen aufnehmen. Diese Daten werden an das vulkanologische Observatorium am Vesuv geleitet, welches bereits 1841 gegründet wurde und damit das älteste vulkanologische Observatorium der Welt ist. Seit 2001 ist es auch der Sitz des INGV (Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia), der die Daten auswertet und eine entsprechende Warnung herausgibt.

Derzeit muss man sich jedoch keine Sorgen machen. Auf der vierstufigen Alarmskala (Grün-Gelb-Orange-Rot) ist die Insel Ischia auf der untersten, also grünen Stufe eingeordnet. Das Gleiche gilt für den Vesuv. Lediglich die Campi Flegrei (Phlegräische Felder) stehen auf der nächst höherer Alarmstufe gelb. Dies bedeutet, dass das Gebiet unter besonderer Beobachtung steht. Aktuelle Informationen zur vulkanischen Aktivität auf Ischia und dem Golf von Neapel findet man auch jederzeit auf der Internetseite des INGV (http://www.ov.ingv.it/ov/) ansehen.