Over the volcano

Last spring, whilst air traffic across the Atlantic Ocean was shut down due to an Icelandic volcano spewing ashes out into the atmosphere, high overhead the TerraSAR-X satellite silently passed by, taking its regular readings, as it had been doing for nearly a year up to that point. In taking fresh measurements every 11 days, the satellite’s imaging radar had shown how the slopes of the Eyjafjallajökull (‘Island Mountain Icecap’) had risen by several centimetres prior to the eruption on its flank on 20 March 2010.

“Normally a volcano builds up pressure, and then an eruption takes place. The pressure is released and the mountain slopes sag back,” geophysicist Dr Andy Hooper (Aerospace Engineering) says about the cycle of life of normally active volcanoes. “But this case was different,” he says, referring to an article he co-authored, titled ‘2010 Eyjafjallajökull explosive eruption’, which was published in Nature. “There was no deflation in the first eruption at the flank. Then it became quiet, and two days later, on 14 April, the explosive phase of the eruption began from the central caldera. This time the lava was much stickier, which means it had been sitting in the volcano for some time.”
Older magma has a greater viscosity and thus traps more gas, which makes the eruption more explosive, throwing ashes high (6 to 9 kilometres) into the atmosphere.

In case one hadn’t noticed: volcanoes fascinate Dr Hooper. During his PhD research in California, he developed a new method for processing interferometric satellite data for monitoring volcanoes. Radar satellites scan the earth with radio waves. Changes in the distance to the Earth’s surface can be calculated according to the phase difference between successive passes. Comparison of the data over time allows researchers to monitor geological changes.

For their recent Nature article, Hooper combined satellite data with GPS measurements taken on the ground by the University of
Iceland’s Nordic Volcanological Center. It helped that Dr Hooper had spent two years there as a postdoc “on top of the volcano”. The reconstruction that he and his Icelandic colleagues presented in the paper is “complex and unusual”, showing the south flank of the volcano rising because of an underground magma channel (a ‘sill’) opening up by a decimetre or so. Two weeks later the eastern flank rose and eventually another sill in the centre began to close. The eruption however continued for another month, with lava flowing from great depths.

“Eruptions cannot be exactly predicted,” Dr Hooper says, “but we can forecast them better.” He believes that eventually more frequent satellite data and better geological models will allow for some sort of weather forecast for volcanoes. Air passengers will be keenly interested.

‘Intrusion triggering of the 2010 Eyjafjallajökull explosive eruption’, Nature, 18 November 2010

Naam: Michiel Kreutzer (38)
Doceert bij: Technische Natuurwetenschappen
Burgerlijke staat: samenwonend
Vakken: molecular transport phenomena, applied transport phenomena, process technology I, process technology II, reactors&kinetics, product and process design. 

Michiel Kreutzer houdt niet van voorgekookte lessen. Hij wil het liefste improviseren met een krijtje in de hand. Zodat alles wat in zijn hoofd opborrelt, zo op het bord kan. “Ik wil met pretoogjes mijn fascinatie voor het vak laten zien. Als ik mijn bevlogenheid kan delen, laad ik mijn batterij op. Soms ga ik juichend het lokaal uit. Soms lukt het voor geen meter en blijven de studenten allemaal stil, ook al heb ik er uren aan staan trekken. Dan heb ik een rotdag.” Dat is de chemie die wel of niet in een lokaal ontstaat, zegt Kreutzer. “Je kunt het nooit voorspellen.”

Maar Kreutzer doet er wel alles aan om die chemie te creëren. Zijn miniquizzen zijn bekend onder zijn studenten. Vijf minuten lang bestookt de docent als een wetenschappelijke Robert ten Brink zijn studenten met vragen die alleen met ja of nee zijn te beantwoorden. “Ik probeer ze zo een beetje los te krijgen”, zegt Kreutzer. “Het zijn simpele, grappige proefjes waar ik vragen over stel, zodat iedereen mee kan doen.”

Maar het is meer dan alleen een leuke onderbreking om de studenten op hun gemak te stellen. Kreutzer wil zijn studenten zo doorgronden. “Mijn promotor deed vroeger ook miniquizzen en die vond ik altijd erg leuk. Ik gebruik ze nu omdat ik erachter wil komen welke studenten verlegen zijn en moeite hebben met de stof en wie de bollebozen zijn. Want sommige studenten durven nooit iets te vragen en die moet je ook bereiken.”

Dus is Kreutzer ook een observator. Als hij tijdens zijn les een vraag stelt, wil hij dat iedereen zijn vinger in de lucht steekt. “De studenten die dat niet doen, spreek ik daarop aan. Bollebozen willen altijd graag het juiste antwoord geven, maar die kun je beter met een complimentje de mond snoeren. Ik wil dat de timide studenten ook meedoen.”
Kreutzer loopt daarom tijdens de les langs de tafels om te vragen of iedereen de stof begrijpt. Formules legt hij uit op een schoolbord of met behulp van een tablet en een stift, zodat de studenten zijn gedachtegang kunnen volgen. “Met sheets gaat dat veel te snel”, zegt hij.

Toch blijken sommige studenten de stof niet begrijpen. “Er komen steeds meer internationale studenten die hun mond niet open trekken omdat ze zich schamen. Daar kom je dan pas achter op het moment van toetsing. Ik ben nog aan het broeden op hoe we dat moeten oplossen. Misschien met een test tijdens het eerste college. Met de studenten die dan een onvoldoende scoren, wil ik best pizza’s bestellen en dan van zes tot tien sommen maken, tot ze genoeg kennis hebben om de reguliere lessen te volgen.”
Kreutzer is erg trots als achttienjarige pubers naar buiten gaan als ‘kritische, sneldenkende, enthousiaste mensen die enorm van dit vak houden.’ “Er mag wel wat meer nerdpride zijn. Wij vinden het leuk om voor de koffie een differentiaalvergelijkinkje op te lossen. Nerd is een geuzennaam.”

Tips van Michiel Kreutzer

• Orde regel je in het allereerste uur. Je wordt altijd uitgetest door nieuwe studenten. Geef ze lik op stuk, zet ze uit je les als ze te laat komen en het is meteen over.
• Laat zien waarom jij je vak leuk vindt.
• Ga mee in de belevingswereld van studenten. Studenten komen niet langs maar mailen, dus ga daarin mee.

Een wonderschone mastercurve
Er zijn van die dagen dat je als docent liever niet voor een klas staat. Het is half vier en de schemering zet al in. Studenten hangen sloom in hun stoel. Toch is Michiel Kreutzer alert en enthousiast. Hij probeert de studenten op allerlei manieren bij zijn zoektocht naar de mastercurve van vraagstukken met self-similarity te betrekken. “Lukt het een beetje met jullie huiswerk?”, vraagt hij aan de studenten. Een jongen zegt dat hij het moeilijk vindt. “Dat is goed”, reageert Kreutzer. “Maar is het misschien te moeilijk?” Niemand reageert. “Goh, nu kijkt iedereen ineens weg”, zegt hij.
Een groepje studenten praat zachtjes met elkaar. “Waar gaat jullie vruchtbare discussie over?”, vraagt Kreutzer. “Huh?”, reageert een meisje. “Huh?” zegt Kreutzer. “Wat denk je dat self-similarity is?” “Het lijkt op elkaar, maar is niet precies hetzelfde?”, antwoordt het meisje vragend. Kreutzer knikt. Op het witte scherm verschijnen curves die hij met blauwe stift op zijn tablet tekent. Elke berekening legt hij met behulp van pijltjes en cirkels uit, zodat de studenten precies weten wat er in zijn hoofd gebeurt. 
Vervolgens vraagt hij de studenten zelf een vergelijking op te lossen. Met een blikje cola in zijn hand loopt hij alle bankjes langs en vraagt of ze het snappen.
Na tien minuten lost hij de som op. “Is deze vergelijking niet wonderschoon?”, vraagt hij enthousiast. Hij gaat verder met zijn uitleg, maar stopt ineens. “Wat zie jij er verward uit”, zegt hij tegen een meisje. Het meisje reageert betrapt. Ze begrijpt het niet. Hij gaat een stap terug in zijn berekening en legt het nog een keer uit. Dan snapt ze het wel. Aan het eind van de les is de mastercurve gevonden en heeft Kreutzer een dimensie weg gerekend. “Daardoor is deze vergelijking veel makkelijker op te lossen. Mooi hè”, zegt hij. Weer wordt er niet echt gereageerd. “Het zou eigenlijk verboden moeten zijn om dit op dit tijdstip aan jullie te moeten uitleggen. Zullen we er maar eens wat koffie in gieten, mensen?”
In de pauze wordt er flink koffie en cola gedronken. En als de zon ondergaat , rekenen de studenten zachtjes fluisterend verder.