Opomba urednika: V tej tedenski seriji LiveScience raziskuje, kako tehnologija poganja znanstveno raziskovanje in odkrivanje.
Spremljanje vulkanov je težka predstava. Morate vedeti, kaj se dogaja - a preblizu je smrtonosna trditev.
Na srečo je tehnologija olajšala vodenje jezikov na gorah, ki se širijo z magmo in pepelom. Velik del te tehnologije omogoča raziskovalcem, da se držijo poti nazaj (tudi opazovanja vulkanov iz vesolja), hkrati pa pozorno spremljajo delovanje vulkanov. Nekatere od teh tehnologij lahko celo prodrejo v vrhove vulkanov, ki jih preplavijo oblaki, kar raziskovalcem omogoča, da "vidijo" spremembe tal, ki bi lahko signalizirale skorajšnji izbruh ali nevaren propad kupole lave.
"Radi imate več virov informacij, da povečate svojo sposobnost razumevanja dogajanja," je dejal Geoff Wadge, direktor Znanstvenega centra za okoljske sisteme na Univerzi v Readingu v Združenem kraljestvu.
Gazno delo
Spremljanje vulkanov je bilo nekoč stvar, da se čevlji spravijo na tla. Terensko delo na terenu se danes še vedno dogaja, zdaj pa imajo znanstveniki na voljo veliko več orodij za spremljanje sprememb.
Na primer, raziskovalci so se morali naenkrat odpraviti do odzračevalnikov za vulkanski plin, izvleči steklenico, da bi zajeli plin, in nato zaprto steklenico poslali v laboratorij na analizo. Ta tehnika je bila dolgotrajna in nevarna, saj je veliko vulkanskih plinov smrtonosno. Zdaj se znanstveniki veliko pogosteje obračajo na tehnologijo za ta umazana dela. Ultravijolični spektrometri na primer merijo količino ultravijolične svetlobe iz sončne svetlobe, ki jo absorbira vulkanski preliv. Ta meritev omogoča raziskovalcem, da določijo količino žveplovega dioksida v oblaku.
Drugo orodje, ki ga v Havajskem observatoriju vulkanov uporabljajo od leta 2004, je Fourierjev spektrometer, ki deluje podobno, vendar namesto ultravijolične uporablja infrardečo svetlobo. In eden izmed najnovejših trikov opazovalnice združuje ultravijolično spektrometrijo z digitalno fotografijo z uporabo kamer, ki lahko na terenu zajemajo več meritev plina. Vse te informacije o plinu pomagajo raziskovalcem ugotoviti, koliko magme je pod vulkanom in kaj ta magma počne.
Merjenje gibanja
Druge visokotehnološke tehnike spremljajo gibanje tal, ki jih sproži vulkan. Deformiranje tal okoli vulkana lahko signalizira bližajoči se izbruh, prav tako tudi potresi. Havajski observatorij vulkanov ima več kot 60 senzorjev globalnega sistema za določanje položaja (GPS), ki spremljajo gibanje na aktivnih vulkanskih lokacijah države. Ti GPS senzorji se ne razlikujejo veliko od tistih v navigacijskem sistemu vašega avtomobila ali v telefonu, vendar so občutljivejši.
Tiltometri, ki so natanko takšni, kot se slišijo, merijo, kako se tla v vulkanskem območju nagibajo, še en signalni znak, da se lahko nekaj meša pod zemljo.
Pogled v nebo je priročen tudi za sledenje vulkanskim spremembam. Satelitski posnetki lahko razkrijejo celo minutne spremembe nadmorske višine na terenu. Ena priljubljena tehnika, imenovana interferometrični radar s sintetično zaslonko (ali InSAR), vključuje dve ali več satelitskih slik, posnetih z istega mesta v orbiti v različnih obdobjih. Spremembe hitrosti, ko satelitski radarski signal vrne v vesolje, razkrijejo subtilne deformacije na zemeljski površini. S pomočjo teh podatkov lahko znanstveniki ustvarijo zemljevide, ki prikazujejo spremembe tal do centimetra.
Wadge je za LiveScience povedal, da sateliti prehajajo vulkane le tolikokrat, vendar omejijo poglede na vsakih 10 dni. Da bi nadoknadili, raziskovalci zdaj nameščajo zemeljski radar, podoben radarju, ki se uporablja za sledenje vremenu, za spremljanje vulkanske aktivnosti. Wadge in njegovi sodelavci so razvili eno orodje, imenovano tipalo za vremensko vulkansko topografijo (ATVIS) za ves čas vremena, ki uporablja valove s frekvenco le milimetrov, da prodre v oblake, ki pogosto zakrivajo vulkanske vrhove od pogleda. S pomočjo ATVIS-a lahko znanstveniki "opazujejo" nastanek lapovih kupolov ali postopno naraščajočih oteklin na vulkanih.
"Kupoli lave so zelo nevarni, saj to zelo viskozno lavo izlijejo v velik kup in se na koncu zruši. Pri tem ustvari piroklastični tok," je dejal Wadge.
Piroklastični tok je smrtonosna, hitro premikajoča se reka vroče skale in plina, ki lahko ubije v tisoče v minutah.
Wadge in njegovi sodelavci testirajo ATVIS na vulkansko aktivnem zahodnoindijskem otoku Montserrat. Od leta 1995 vulkan Soufriere Hills na otoku občasno izbruhne.
Radarske meritve lahko spremljajo tudi tokove staljene lave iz vesolja, je dejal Wadge. Čeprav se satelitski prehodi lahko zgodijo le vsakih nekaj dni, lahko radarski instrumenti določijo lokacije do nekaj metrov (1 do 2 metra). Sestavljanje slik, posnetih iz vesolja počasi tekočega toka lave, lahko razkrije "filmsko" zaporedje, kako tok napreduje, je dejal Wadge.
Vrhunska tehnologija
Znanstveniki se vse pogosteje obračajo na brezpilotne brezpilotne brezpilotne letale, da bi se približale vulkanu, hkrati pa človeku preprečile škodo. Marca 2013 je NASA odletela 10 daljinsko vodenih brezpilotnih brezpilotnih misij v plugo kostariškega vulkana Turrialba. 5-funtne (2,2 kilograme) drone so prenašale video kamere, ki snemajo tako po vidni kot infrardeči svetlobi, senzorjih žveplovega dioksida, senzorjih za delce in steklenicah za vzorčenje zraka. Cilj je uporaba podatkov iz slive izboljšati računalniške napovedi vulkanskih nevarnosti, kot sta "vog" ali strupeni vulkanski smog.
Občasno tehnologija lahko celo ujame izbruh, ki ga nihče ne bi opazil drugače. Maja je vulkan na oddaljenem Aljaski v Clevelandu razstrelil vrh. Vulkan je na aleutskih otokih, tako oddaljenih, da ni mogoče spremljati potresnih omrežij za eksplozije. Toda izbruhi lahko motijo potovanje z zrakom, zato je ključno, da raziskovalci vedo, kdaj pride do eksplozije. Za spremljanje napornega vulkana v Clevelandu znanstveniki na Observatoriju za vulkane na Aljaski uporabljajo infrazvojen zvok za odkrivanje nizkofrekvenčnih ropotanja pod dosegom človeškega sluha. Ta tehnika je 4. maja znanstvenikom omogočila odkrivanje treh eksplozij iz nemirnega vulkana.
V drugem primeru oddaljenega odkrivanja vulkanov je avgusta 2012 ladja v novozelandski kraljevi mornarici poročala o plavajočem otoku buče, ki v južnem Tihem oceanu meri dolžino 300 milj. Izvor buče bi verjetno ostal skrivnost, toda vulkanolog Erik Klemetti z univerze Denison in NASA-jev vizualizator Robert Simmon sta šla na roko za vir. Dva znanstvenika sta več mesecev iskala satelitske fotografije z Nasinih satelitov Terra in Aqua in ugotovila prvi namig o izbruhu: pepelnato siva voda in vulkanski pljusk pri podvodnem vulkanu z imenom Havre Seamount 19. julija 2012.
"Če ne bi vedel, kam pogledati, bi ga zgrešil," je Klemetti povedal za LiveScience. Satelitski posnetki in drugi tehnološki napredek so vulkanologom omogočili, da odkrijejo več izbruhov kot doslej, je dejal.
"Vrnite se pred 25 leti, obstaja veliko krajev, kjer ne bi imeli pojma, da je prišlo do izbruha," je dejal Klemetti.
