A vulkánok évezredek óta elvakítják az embereket, és egész városokat hagytak pusztító kitörésük szeszélyére. A természeti katasztrófa más formáival összehasonlítva azonban a vulkánok sokféle csendes nyomot kínálnak, amelyek pusztításukhoz vezetnek. Most a vulkánmegfigyelő rendszerek új fejlesztései lehetővé teszik a tudósok számára, hogy valaha sokkal pontosabban szippanthassák, előrejelzzék és tervezzék a kitöréseket.
kapcsolodo tartalom
- Hogyan feltárják a földrengések és a vulkánok a bolygó dobogó szívét?
"Most már nagyon pontos eszközöket tudunk felrakni a vulkánokra, hogy figyelemmel kísérjék a kibocsátott gáz típusokat, és ez megmutatja nekünk, hogy a mágia hol van a rendszerben" - mondja Marie Edmonds, a cambridge-i egyetem vulkanológusa. körülbelül 15 éve dolgozik a füstölgő vulkánok között. "Láthatjuk a kitörésekkel kapcsolatos adatok tendenciáit, amelyek éppen bekövetkeznek."
Edmonds a Deep Carbon Observatory nevű nemzetközi csoport része, amelynek célja az újonnan kifejlesztett gázérzékelők elhelyezése a Föld 150 legaktívabb vulkánján 15-re 2019-re, hogy javítsák képességüket a különféle kitörések előrejelzésére világszerte. A múlt héten a Deep Carbon Obszervatórium kiadott egy interaktív megjelenítést, amelyet részben a Smithsonian Intézet Globális Vulkanizmus Programja támogatta, amely lehetővé teszi a nyilvánosság számára, hogy megfigyelje a történelmi vulkáni adatok időbeli fejlődését.
A megjelenítés azt is lehetővé teszi, hogy a nézők kövessék az új érzékelők telepítését. Ezek az érzékelők folyamatosan mérik a vulkánokból kifolyó szén-dioxidot, kén-dioxidot és vízgőzöt, és nagy dobozokba vannak helyezve, és a felszínen lévő antennákkal a föld alá temelik. Az utóbbi években az elektronika terén tett előrelépések pontosabbá és megfizethetőbbé tették őket, lehetővé téve a tudósok számára, hogy világszerte elterjedtebben használják őket.
Ezeket az érzékelőket az aktív vulkánok tetejére történő felhelyezése azonban nem jelent veszélyt. A kutatóknak fényvisszaverő ruhát kell viselniük, hogy megvédjék a bőrt a túlzott hőtől, és gázálarcot, hogy megvédjék a tüdejét a korrozív gázok felszívódásától - néha a távoli régiókban nagy távolságokon történő túrázás után, hogy egy hely elérjék. Edmond azonban azt mondja, hogy az ilyen munka, amelyet a veszélyeztetett lakosság számára eredményes lehet, érdemessé teszi a munka veszélyesebb részeit.
"Nagyszerű dolog tudni, hogy valamit tesz azért, hogy valójában segítsen az embereknek" - mondja Edmonds. "Gondolkodik azon, amit csinál, mert néha veszélyes, de nagyon élvezem."
Tobias Fischer, az Új-Mexikói Egyetem vulkanológusa leereszkedik az erősen gáztalanító Gareloi vulkán meredek kráter falán az Aleutia nyugati részein, hogy vulkáni gázmintát gyűjtsön. (Taryn Lopez, az alaszkai egyetemi vásár) Az elmúlt hónapban az Edmonds csapata kutatói az egyik érzékelőjét drónon rögzítették, és rövid idő alatt megmérték a Papau Új-Guinea távoli vulkánjának kibocsátásait, bemutatva egy újonnan kifejlesztett technikát a vulkáni tevékenység pillanatképeinek gyűjtésére. Különböző típusú vulkánok köré gyűjtve ezek a pillanatképek segítenek a tudósoknak jobban megérteni a kitöréshez vezető tevékenységek összetettségét. (Amit azonban a drónok nem tudnak megtenni, az hosszú távú méréseket végez.)
A gázérzékelők segítenek a kitörések előrejelzésében, mivel a magma felfelé történő emelkedésekor a nyomás feletti nyomáskibocsátás feloldja a magmában feloldott gázokat. A szén-dioxid viszonylag korán vándorlik ki, és ahogy a magma felcsúszik, a kén-dioxid elkezdi kijönni. A kutatók ennek a két gáznak az arányát használják annak meghatározására, hogy a mágia milyen közel kerül a föld felszínéhez, és milyen veszélyt jelenthet a kitörés.
A magma emelkedésével a kőzetben is áthatol a kőzetben, és apró földrengéseket okoz, amelyeket az emberek általában nem éreznek fent, de érzékeny szeizmikus eszközökkel kimutathatók. Edmonds csapata gyakran párosítja a gázérzékelőket a szeizmikus állomásokkal, és az adatokat együttesen használja a vulkánok tanulmányozására
Robin Matoza, a kaliforniai Santa Barbara-i egyetemi kutató, aki nem vesz részt az Edmond kutatásában, egyetért azzal, hogy az utóbbi években a technológiai fejlődés drasztikusan javította a kutatók azon képességét, hogy megértsék a vulkánok belső működését és a kitörésekhez vezető viselkedést. Azokban a helyeken, ahol csapatanak csak néhány szeizmikus állomás volt, mostantól tíz vagy annál több is telepíthetők a technológia kisebb mérete és növekvő megfizethetősége miatt. Az összegyűjtött adatok kiszámításának képessége az utóbbi években is javult - mondja Matoza.
"Most már könnyen képesek vagyunk évekig tartó mennyiségű szeizmikus adatot tárolni egy kisméretű meghajtóra" - mondja Matoza, aki a vulkánok kitörése előtti szeizmikus jeleket tanulmányozza. "Tehát könnyen lekérdezhetjük ezeket a nagy adatokat, és megismerhetjük az abban szereplő folyamatokat."
A Marie Edmond csapata kutatói előkészítik a drónuk leszállítását, miután repültek az Ulawun vulkán gázvezetékén keresztül, Papau Új-Guineában. A repülés során a drónra szerelt műszerek meghatározták a gázáram arányát. (Kila Mulina, Rabaul vulkánmegfigyelő központ, Pápua Új-Guinea) A földgáz- és szeizmikus információk szélesebb körű kiegészítésére a kutatók műholdak segítségével vizsgálják a kitöréseket felülről. Az Anchorage-ban és a Fairbanksban lévő alaszkai vulkánmegfigyelő központ vulkáni kutatói rendszeresen gyűjtik ezt a gáz-, szeizmikus és műholdas adatcsomagot, körülbelül 25 vulkánt figyelnek az állam egész területén, és korai figyelmeztetést kínálnak a lakosok számára.
Például figyelmeztetések sorozatát bocsátották ki a Redbout-hegy 2009. évi kitörését megelőző hónapokban, Anchorage-tól 180 km-re délnyugatra. Szorosan együttműködnek a Szövetségi Repülési Hivatallal a kitörések során a légiközlekedési veszélyek felderítésében.
Az idő múlásával a kutatók egyetértenek abban, hogy a műholdak egyre inkább hasznosak lesznek a nagy régiók közötti adatgyűjtés során. De jelenleg a műholdak kevésbé pontosak és nem olyan megbízhatóak, mint a többi eszköz, részben azért, mert nem gyűjtenek adatokat olyan gyorsan, és nem működnek jól felhős időben.
„Műholdas áthaladhatunk egy vulkán felett, és a felhők elhomályosíthatják” - mondja Matt Haney, az alaszkai vulkánmegfigyelő központ vulkanológusa. "Azt gondolom, hogy a jövőben új műholdak indulnak majd, amelyek még erősebbek lesznek."
A munka kihívásai ellenére Edmonds szerint a vulkánkitörések előrejelzése könnyebb, mint más veszélyek miatt, a kitörést megelőző figyelmeztető jelek sokasága miatt, bizonyos földrengésekkel és más hirtelen katasztrófákkal összehasonlítva. És bár a kutatók előfordulhat, hogy még a pontos napra vagy órára sem tudják előre jelezni, hogy kitörés következik be, a gyorsan fejlődő technológia ebbe az irányba mozgatja őket.
"Minél több eszköz és annál több érzékelő járul hozzá az eszközkészletünkhöz" - mondja Edmonds. "Egy lépéssel közelebb vagyunk."
