Вулканите са заслепили хората в продължение на хилядолетия, оставяйки цели градове по прищявка на опустошителните им изригвания. Но в сравнение с други форми на природни бедствия, вулканите всъщност предлагат разнообразни тихи улики, водещи до тяхното унищожаване. Сега новите разработки в системите за мониторинг на вулкани позволяват на учените да издушат, прогнозират и планират изригвания с по-голяма точност от всякога.
Свързано съдържание
- Как земетресенията и вулканите разкриват биещото сърце на планетата
„Вече сме в състояние да поставим наистина прецизни инструменти на вулкани, за да следим видовете газове, които се отделят, и това ни дава представа къде се намира магмата в системата“, казва Мари Едмондс, вулканолог от университета в Кеймбридж, който работи сред опушени вулкани от около 15 години. „Можем да видим тенденции в данните, свързани с изригванията, които тепърва ще се случват.“
Edmonds е част от международна група, наречена Deep Carbon Observatory, която работи за поставянето на новоразработени сензори за газ на 15 от 150-те най-активни вулкана на Земята до 2019 г., за да подобри капацитета си за прогнозиране на различни видове изригвания по целия свят. Миналата седмица обсерваторията Deep Carbon пусна интерактивна визуализация, подкрепена отчасти от Програмата за глобален вулканизъм на институцията Smithsonian, която позволява на обществеността да наблюдава как визуализациите на историческите вулканични данни се развиват във времето.
Визуализацията също така позволява на зрителите да следват, когато се използват нови сензори. Тези сензори непрекъснато измерват въглеродния диоксид, серен диоксид и водна пара, изгарящи се от вулкани, и се поставят в големи кутии и се заровят под земята с антени на повърхността. През последните години напредъкът в електрониката ги направи по-прецизни и достъпни, което позволява на учените да ги използват по-широко в целия свят.
Но поставянето на тези сензори върху активни вулкани не е без риск. Изследователите трябва да носят светлоотразителни костюми, за да предпазят кожата си от излишна топлина, и противогази, за да предпазят дробовете си от пеене от разяждащи газове - понякога след изминаване на дълги разстояния през отдалечени региони, за да стигнат до място. Но Едмънд казва, че потенциалното добро, което подобна работа може да направи за рисково население, струва по-опасните части от работата.
„Блестящо е да знаеш, че правиш нещо, за да помогнеш на хората всъщност“, казва Едмондс. "Мислиш за това, което правиш, защото понякога е опасно, но аз наистина ми харесва."
Вулканологът Тобиас Фишер от Университета на Ню Мексико тръгва по стръмната стена на кратера на енергично дегазиращия вулкан Гарелои в Западните Алеутски острови, за да събере проба от вулканичен газ. (Taryn Lopez, University of Alaska Fairbanks) През изминалия месец изследователи от екипа на Едмондс прикрепиха един от своите сензори към дрон и измериха емисиите от отдалечен вулкан в Папау Нова Гвинея за кратък период от време, демонстрирайки друга наскоро разработена техника, използвана за събиране на снимки на вулканична активност. Когато се събират в редица различни видове вулкани, тези снимки помагат на учените да разберат по-добре сложността на дейностите, водещи до изригване. (Това, което дроните не могат да направят, обаче, е да предприеме дългосрочни измервания.)
Газовите сензори помагат за прогнозирането на изригванията, тъй като, докато магмата се издига нагоре, полученото освобождаване на газове от натоварването над главата се разтваря в магмата. Въглеродният диоксид издухва сравнително рано и, докато магмата се изплъзва по-нагоре, серен диоксид започва да се изпарява. Изследователите използват съотношението на тези два газове, за да определят колко близо магмата се доближава до земната повърхност и колко е възможно непосредствено изригване.
Докато магмата се издига, тя също се изтласква през скалата в кората и причинява малки земетресения, които обикновено не се усещат от хората по-горе, но се откриват с чувствителна сеизмична екипировка. Екипът на Edmonds често сдвоява газови сензори със сеизмични станции и използва данните в тандем за изучаване на вулкани
Робин Матоза, изследовател от Калифорнийския университет в Санта Барбара, който не участва в изследванията на Едмънд, е съгласен, че технологичният напредък през последните години драстично подобри способността на изследователите да разбират вътрешната работа на вулканите и поведението, водещо до изригвания. На места, където екипът му някога е имал само няколко сеизмични станции, сега те могат да инсталират 10 или повече поради по-малкия размер и увеличената достъпност на технологията. Способността за изчисляване на събраните данни също се подобрява през последните години, казва Матоза.
„Сега лесно можем да съхраняваме години на стойност сеизмични данни само на малко флаш устройство“, казва Матоза, който изучава сеизмичните сигнали, изпускани от вулкани преди изригванията. „Така че лесно можем да заявим тези големи данни и да научим повече за процесите, съдържащи се в тях.“
Изследователи от екипа на Мария Едмънд се подготвят да кацнат дрона си след полет през газовия плит на вулкана Улаун, в Папау Нова Гвинея. По време на полета инструментите, монтирани върху дрона, измерват съотношенията на газа в газовия шлейф. (Кила Мулина, Обсерватория за вулкани Рабаул, Папуа Нова Гвинея) За да допълнят газовата и сеизмичната информация в по-широк мащаб, изследователите използват спътници за изследване на изригванията отгоре. Вулканолозите от обсерваторията на вулканите в Аляска в Анкоридж и Феърбанк събират редовно този набор от данни за газ, сеизмични и сателитни програми, като наблюдават приблизително 25 вулкана в цялата държава и предлагат ранни предупреждения на жителите.
Например, те издадоха поредица от предупреждения през месеците, водещи до изригването през 2009 г. на планината Редут, на около 110 мили (180 км) югозападно от Анкоридж. Те също така работят в тясно сътрудничество с Федералната авиационна администрация, за да помогнат за откриване на авиационни опасности по време на изригвания.
С течение на времето изследователите се съгласяват, че спътниците ще стават все по-полезни при събирането на данни в големи региони. Но в момента сателитите са по-малко прецизни и не толкова надеждни като другите инструменти, отчасти защото не събират данни толкова бързо и не функционират добре по време на облачно време.
"Можете да имате сателитен пропуск над вулкан и той може да бъде затъмнен от облаци", казва Мат Хани, вулканолог в обсерваторията на вулканите в Аляска. „Представям си, че в бъдеще ще бъдат пуснати нови спътници, които ще бъдат още по-мощни.“
Въпреки предизвикателствата на тази работа, Едмондс казва, че може да бъде по-лесно да се прогнозират вулканични изригвания, отколкото някои други опасности поради множеството предупредителни знаци, предшестващи изригванията, в сравнение с някои земетресения и други рязко бедствия. И макар изследователите да не са в състояние да прогнозират до точния ден или час, че ще се случи изригване, технологията, която бързо се развива, ги придвижва в тази посока.
„Колкото повече инструменти и повече сензори само допринасят за нашия набор от инструменти“, казва Едмондс. "Ние сме една крачка по-близо."
