Τα ηφαίστεια έχουν τυφλώσει τους ανθρώπους για χιλιετίες, αφήνοντας τις πόλεις ολόκληρες στη φαντασία των καταστροφικών τους εκρήξεων. Αλλά σε σύγκριση με άλλες μορφές φυσικής καταστροφής, τα ηφαίστεια προσφέρουν μια ποικιλία από ήσυχες ενδείξεις που οδηγούν στην καταστροφή τους. Τώρα, οι νέες εξελίξεις στα συστήματα παρακολούθησης ηφαιστείου επιτρέπουν στους επιστήμονες να εκσφενδονίζουν, να προβλέπουν και να προγραμματίζουν τις εκρήξεις με περισσότερη ακρίβεια από ποτέ.
σχετικό περιεχόμενο
- Πώς οι σεισμοί και τα ηφαίστεια αποκαλύπτουν την καρδιά του πλανήτη
"Τώρα μπορούμε να βάλουμε πραγματικά ακριβή όργανα στα ηφαίστεια για να παρακολουθούμε τους τύπους αερίων που εκπέμπονται και αυτό μας δίνει μια ιδέα για το πού είναι το μάγμα στο σύστημα", λέει η Marie Edmonds, ηφαιστειολόγος στο Πανεπιστήμιο του Cambridge, ο οποίος έχει δουλέψει ανάμεσα σε ηφαιστειακά ατμόσφαιρα για περίπου 15 χρόνια. "Μπορούμε να δούμε τάσεις στα δεδομένα σχετικά με τις εκρήξεις που πρόκειται να συμβούν".
Ο Edmonds αποτελεί μέρος ενός διεθνούς ομίλου που ονομάζεται Deep Carbon Observatory, το οποίο εργάζεται για να τοποθετήσει νέους αισθητήρες αερίων σε 15 από τα 150 πιο ενεργά ηφαίστεια στη Γη έως το 2019, για να βελτιώσει την ικανότητά τους να προβλέπουν διάφορους τύπους εκρήξεων παγκοσμίως. Την περασμένη εβδομάδα το Observatory Deep Carbon κυκλοφόρησε μια διαδραστική απεικόνιση, υποστηριζόμενη εν μέρει από το Global Volcanism Program του Ινστιτούτου Smithsonian, το οποίο επιτρέπει στο κοινό να παρακολουθεί την εμφάνιση των ιστορικών ηφαιστειακών δεδομένων στο χρόνο.
Η απεικόνιση επιτρέπει επίσης στους θεατές να παρακολουθούν μαζί τους νέους αισθητήρες που αναπτύσσονται. Αυτοί οι αισθητήρες μετρούν συνεχώς το διοξείδιο του άνθρακα, το διοξείδιο του θείου και τους ατμούς υδρατμών που αιωρούνται από τα ηφαίστεια και τοποθετούνται μέσα σε μεγάλα κιβώτια και θάβονται υπόγεια με κεραίες στην επιφάνεια. Τα τελευταία χρόνια, οι εξελίξεις στον τομέα των ηλεκτρονικών συσκευών τους καθιστούσαν πιο ακριβείς και προσιτές, επιτρέποντας στους επιστήμονες να τις χρησιμοποιούν περισσότερο επικρατέστερα σε όλο τον κόσμο.
Ωστόσο, η τοποθέτηση αυτών των αισθητήρων πάνω από τα ενεργά ηφαίστεια δεν είναι χωρίς κίνδυνο. Οι ερευνητές πρέπει να φορούν αντανακλαστικά κοστούμια για να προστατεύσουν το δέρμα τους από την υπερβολική θερμότητα και μάσκες αερίων για να προστατεύσουν τους πνεύμονές τους από το να τραγουδούν με διαβρωτικά αέρια - μερικές φορές μετά την πεζοπορία μεγάλων αποστάσεων μέσω απομακρυσμένων περιοχών για να φτάσουν σε μια περιοχή. Αλλά ο Edmond λέει ότι η πιθανή καλή δουλειά αυτού του έργου μπορεί να κάνει για τους πληθυσμούς που βρίσκονται σε κίνδυνο, καθιστώντας τα πιο επικίνδυνα μέρη της δουλειάς χρήσιμα.
"Είναι λαμπρό να γνωρίζετε ότι κάνετε κάτι για να βοηθήσετε πραγματικά τους ανθρώπους", λέει ο Edmonds. "Σκεφτείτε τι κάνετε επειδή είναι μερικές φορές επικίνδυνο, αλλά πραγματικά το απολαμβάνω".
Ο βολκανολόγος Tobias Fischer του Πανεπιστημίου του Νέου Μεξικού υψώνεται στον απόκρημνο τοίχο του κρατήρα του δυναμικού εξαερισμού του ηφαιστείου Gareloi στα δυτικά Aleutian Islands για να συλλέξει ένα δείγμα ηφαιστειακού αερίου. (Taryn Lopez, Πανεπιστήμιο της Αλάσκας Φέρμπανκς) Τον περασμένο μήνα, οι ερευνητές από την ομάδα του Edmonds προσάρμοσαν έναν από τους αισθητήρες τους σε έναν κινητήρα και μέτρησαν τις εκπομπές από ένα απομακρυσμένο ηφαίστειο στο Papau New Guinea για μια σύντομη χρονική περίοδο, επιδεικνύοντας μια άλλη πρόσφατα ανεπτυγμένη τεχνική που χρησιμοποιείται για τη συλλογή στιγμιότυπων ηφαιστειακής δραστηριότητας. Όταν συλλέγονται σε μια σειρά διαφορετικών τύπων ηφαιστείων, αυτά τα στιγμιότυπα βοηθούν τους επιστήμονες να κατανοούν καλύτερα τις πολυπλοκότητες των δραστηριοτήτων που οδηγούν σε έκρηξη. (Ό, τι δεν μπορεί να κάνει ο αεροσκάφος, είναι να κάνετε μακροχρόνιες μετρήσεις.)
Οι αισθητήρες αερίου συμβάλλουν στην πρόβλεψη των εκρήξεων επειδή, καθώς το μάγμα ανεβαίνει, η προκύπτουσα απελευθέρωση της πίεσης ξεπερνά τα αέρια που διαλύονται μέσα στο μάγμα. Το διοξείδιο του άνθρακα εξέρχεται σχετικά νωρίς και, καθώς το μάγμα γλιστράει ψηλότερα, το διοξείδιο του θείου αρχίζει να καπνίζει. Οι ερευνητές χρησιμοποιούν την αναλογία αυτών των δύο αερίων για να καθορίσουν πόσο κοντά βρίσκεται το μάγμα στην επιφάνεια της γης και πόσο επικείμενη μπορεί να είναι μια έκρηξη.
Καθώς το μάγμα ανεβαίνει, ωθεί επίσης μέσα από το βράχο στο φλοιό και προκαλεί μικροσκοπικούς σεισμούς που συνήθως δεν αισθάνονται οι άνθρωποι παραπάνω, αλλά ανιχνεύσιμοι με ευαίσθητο σεισμικό εξοπλισμό. Η ομάδα του Edmonds συχνά συνδυάζει αισθητήρες αερίων με σεισμογενείς σταθμούς και χρησιμοποιεί τα δεδομένα σε αλληλεπίδραση για τη μελέτη ηφαιστείων
Ο Robin Matoza, ερευνητής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στη Σάντα Μπάρμπαρα, ο οποίος δεν εμπλέκεται στην έρευνα του Edmond, συμφωνεί ότι οι τεχνολογικές εξελίξεις τα τελευταία χρόνια έχουν βελτιώσει δραστικά την ικανότητα των ερευνητών να κατανοήσουν την εσωτερική λειτουργία των ηφαιστείων και τις συμπεριφορές που οδηγούν σε εκρήξεις. Σε μέρη όπου η ομάδα του είχε κάποτε λίγους σεισμικούς σταθμούς, έχουν πλέον εγκατασταθεί 10 ή περισσότερα λόγω του μικρότερου μεγέθους και της αυξανόμενης οικονομικής προσιτότητας της τεχνολογίας. Η ικανότητα υπολογισμών των συλλεγόμενων δεδομένων βελτιώθηκε επίσης τα τελευταία χρόνια, λέει ο Matoza.
"Τώρα είμαστε σε θέση να αποθηκεύουμε χρόνια αξίας σεισμικών δεδομένων μόνο σε ένα μικρό flash drive", λέει ο Matoza, ο οποίος μελετά σεισμικά σήματα που εκπέμπονται από τα ηφαίστεια πριν από τις εκρήξεις. "Έτσι, μπορούμε εύκολα να διερευνήσουμε αυτά τα μεγάλα δεδομένα και να μάθουμε περισσότερα για τις διαδικασίες που περιέχονται σε αυτό."
Οι ερευνητές στην ομάδα της Marie Edmond προετοιμάζονται να προσγειώσουν το κρουαζιερόπλοιο μετά από μια πτήση μέσω του αγωγού αερίου του ηφαιστείου Ulawun, στο Papau New Guinea. Κατά τη διάρκεια της πτήσης, τα όργανα που συναρμολογούνται πάνω στο drone μετρούσαν τις αναλογίες αερίων στο ρεύμα αερίων. (Kila Mulina, Παρατηρητήριο ηφαίστειο Rabaul, Παπούα Νέα Γουινέα) Για να συμπληρώσουν τις πληροφορίες για το φυσικό αέριο και τις σεισμικές πληροφορίες σε ευρύτερη κλίμακα, οι ερευνητές χρησιμοποιούν δορυφόρους για να μελετήσουν τις εκρήξεις από πάνω. Οι ηφαιστειονολόγοι στο Παρατηρητήριο ηφαιστείων της Αλάσκας στο Anchorage και το Fairbanks συλλέγουν αυτή τη σουίτα φυσικού αερίου, σεισμικών και δορυφορικών δεδομένων σε τακτική βάση, παρακολουθώντας περίπου 25 ηφαίστεια σε όλη την πολιτεία και προσφέροντας έγκαιρες προειδοποιήσεις στους κατοίκους.
Για παράδειγμα, κυκλοφόρησαν μια σειρά προειδοποιήσεων στους μήνες που προηγήθηκαν της έκρηξης του Mount Redbout το 2009, περίπου 180 μίλια νοτιοδυτικά του Anchorage. Συνεργάζονται επίσης στενά με την Ομοσπονδιακή Διοίκηση Αεροπορίας για να βοηθήσουν στην ανίχνευση των αεροπορικών κινδύνων κατά τη διάρκεια εκρήξεων.
Με την πάροδο του χρόνου, οι ερευνητές συμφωνούν ότι οι δορυφόροι θα γίνουν όλο και πιο χρήσιμοι στη συλλογή δεδομένων σε μεγάλες περιοχές. Αλλά αυτή τη στιγμή, οι δορυφόροι είναι λιγότερο ακριβείς και όχι τόσο αξιόπιστοι όσο τα άλλα εργαλεία, εν μέρει επειδή δεν συλλέγουν δεδομένα τόσο γρήγορα και δεν λειτουργούν καλά κατά τη διάρκεια συννεφιασμένων καιρικών συνθηκών.
"Μπορείτε να έχετε ένα δορυφορικό πέρασμα πάνω από ένα ηφαίστειο και μπορεί να σκοτεινιάζει από σύννεφα", λέει ο Matt Haney, ένας ηφαιστειολόγος στο Παρατηρητήριο Ηφαίστειο της Αλάσκας. "Φαντάζομαι ότι στο μέλλον θα υπάρξουν νέοι δορυφόροι που θα εκτοξευθούν και θα είναι ακόμα πιο ισχυροί."
Παρά τις προκλήσεις αυτής της εργασίας, ο Edmonds λέει ότι μπορεί να είναι ευκολότερο να προβλεφθούν οι ηφαιστειακές εκρήξεις από κάποιους άλλους κινδύνους λόγω της σειράς των προειδοποιητικών σημείων που προηγήθηκαν των εκρήξεων σε σύγκριση με ορισμένους σεισμούς και άλλες απότομες καταστροφές. Και ενώ οι ερευνητές μπορεί να μην είναι σε θέση να προβλέψουν την ακριβή ημέρα ή ώρα ότι μια έκρηξη θα συμβεί ακόμα, η ταχεία πρόοδος της τεχνολογίας τους κινεί προς αυτή την κατεύθυνση.
"Τα περισσότερα όργανα και οι περισσότεροι αισθητήρες απλώς συμβάλλουν στην εργαλειοθήκη μας", λέει ο Edmonds. "Είμαστε ένα βήμα πιο κοντά."
