Occurring mainly over a week in September 2005, a 60-km-long section of the Afar depression in Ethiopia was torn apart by the injection of over 2 cubic kilometres of molten rock into the plate: an 8-metre-wide gap appeared at the surface. Satellite radar imagery reveals that a series of fissures opened, the rift shoulders rose, and the ground surface dropped above the molten rock. A similarly large rift took place in Krafla in Iceland 25 years ago, but in a series of events over a ten year period. The Afar incident suggests that magma intrusion into a dyke, rather than faulting of the crust, may be responsible for the segmentation of continental rifts. Seafloor spreading centres show a regular along-axis segmentation thought to be produced by a segmented magma supply in the passively upwelling mantle1,2. On the other hand, continental rifts are segmented by large offset normal faults, and many lack magmatism. It is unclear how, when and where the ubiquitous segmented melt zones are emplaced during the continental rupture process. Between 14 September and 4 October 2005, 163 earthquakes (magnitudes greater than 3.9) and a volcanic eruption occurred within the ∼60-km-long Dabbahu magmatic segment of the Afar rift, a nascent seafloor spreading centre in stretched continental lithosphere3,4. Here we present a three-dimensional deformation field for the Dabbahu rifting episode derived from satellite radar data, which shows that the entire segment ruptured, making it the largest to have occurred on land in the era of satellite geodesy. Simple elastic modelling shows that the magmatic segment opened by up to 8 m, yet seismic rupture can account for only 8 per cent of the observed deformation. Magma was injected along a dyke between depths of 2 and 9 km, corresponding to a total intrusion volume of ∼2.5 km3. Much of the magma appears to have originated from shallow chambers beneath Dabbahu and Gabho volcanoes at the northern end of the segment, where an explosive fissural eruption occurred on 26 September 2005. Although comparable in magnitude to the ten year (1975–84) Krafla events in Iceland5, seismic data suggest that most of the Dabbahu dyke intrusion occurred in less than a week. Thus, magma intrusion via dyking, rather than segmented normal faulting, maintains and probably initiated the along-axis segmentation along this sector of the Nubia–Arabia plate boundary.

Summary Studies of interseismic strain accumulation are crucial to our understanding of continental deformation, the earthquake cycle and seismic hazard. By mapping small amounts of ground deformation over large spatial areas, InSAR has the potential to produce continental-scale maps of strain accumulation on active faults. However, most InSAR studies to date have focused on areas where the coherence is relatively good (e.g. California, Tibet and Turkey) and most analysis techniques (stacking, small baseline subset algorithm, permanent scatterers, etc.) only include information from pixels which are coherent throughout the time-span of the study. In some areas, such as Alaska, where the deformation rate is small and coherence very variable, it is necessary to include information from pixels which are coherent in some but not all interferograms. We use a three-stage iterative algorithm based on distributed scatterer interferometry. We validate our method using synthetic data created using realistic parameters from a test site on the Denali Fault, Alaska, and present a preliminary result of 10.5 ± 5.0 mm yr−1 for the slip rate on the Denali Fault based on a single track of radar data from ERS1/2.

A key challenge for volcanological science and hazard management is that few of the world's volcanoes are effectively monitored. Satellite imagery covers volcanoes globally throughout their eruptive cycles, independent of ground-based monitoring, providing a multidecadal archive suitable for probabilistic analysis linking deformation with eruption. Here we show that, of the 198 volcanoes systematically observed for the past 18 years, 54 deformed, of which 25 also erupted. For assessing eruption potential, this high proportion of deforming volcanoes that also erupted (46%), together with the proportion of non-deforming volcanoes that did not erupt (94%), jointly represent indicators with 'strong' evidential worth. Using a larger catalogue of 540 volcanoes observed for 3 years, we demonstrate how this eruption-deformation relationship is influenced by tectonic, petrological and volcanic factors. Satellite technology is rapidly evolving and routine monitoring of the deformation status of all volcanoes from space is anticipated, meaning probabilistic approaches will increasingly inform hazard decisions and strategic development.

TerraSAR-X (TSX), TanDEM-X (TDX), and PAZ Synthetic Aperture Radar data have been used at over 120 volcanoes to assess surface characteristics and change over time. We examine previous work, adding additional examples to understand where and when these data are most useful for volcanology. We focus on volcanoes as part of the Committee on Earth Observation Satellites (CEOS) Volcano Demonstrator Project. TSX/TDX/PAZ data provide a valuable means of detecting small surface changes from amplitude images and topographic changes from bistatic TSX/TDX data. For short temporal and perpendicular baselines, TDX/TSX/PAZ can also provide useful deformation data, even in presence of vegetation. No global background mission currently acquires TSX/TDX/PAZ data at volcanoes: 70 % high spatial resolution data, limiting their suitability for studying pre-eruptive unrest. Coordinated targeting by SAR constellations of priority volcanoes would provide data and insights valuable for forecasting eruptions and associated hazards.

Abstract Volcano deformation can be detected over timescales from seconds to decades, offering valuable insights for magma dynamics. However, these signals are shaped by the long-term evolution of magmatic systems, a coupling that remains poorly understood. Here we integrate thermal models of crustal-scale magmatism with thermo-mechanical simulations of ground deformation. This allows us to determine the influence of magmatic flux over 10 5 –10 6 years on viscoelastic deformation spanning a 10-year observation period. Our results reveal a coupling between surface deformation and the thermal evolution of magma systems, modulated by magma flux and system lifespan. Relatively cold magma systems exhibit cycles of uplift and subsidence, while comparatively hot plumbing systems experience solely uplift. These findings align with geophysical observations from caldera systems, emphasizing the potential of surface deformation measurements as tool for deciphering the state and architecture of magmatic systems. Considering long-term magmatic system evolution is imperative for accurate interpretation of volcanic unrest.