Напомена уредника: У овој недељној серији ЛивеСциенце истражује како технологија покреће научно истраживање и откриће.
Надгледање вулкана је тешка свирка. Морате знати шта се дешава - али превише зближити је смртоносна идеја.
Срећом, технологија је омогућила лакше него икад водити табеле на планинама које пеку магму и пепео широм света. Велики део ове технологије омогућава истраживачима да се држе назад (чак и посматрање вулкана из свемира), док пажљиво прате вулканске активности. Неке од ових технологија могу чак и продријети до врхова вулкана прекривених облаком, омогућујући истраживачима да „виде“ промене на земљи које би могле сигнализирати скорашњу ерупцију или опасно урушавање куполе лаве.
"Волите да имате више извора информација да бисте максимизирали своју способност разумевања шта се догађа", рекао је Геофф Вадге, директор научног центра за заштиту животне средине на Универзитету Реадинг у Уједињеном Краљевству.
Газан посао
Надгледање вулкана било је ствар пуштања чизама на земљу. Теренски рад на терену и данас се догађа, наравно, али сада научници имају на располагању много више алата за праћење промена током сата.
На пример, истраживачи су у једном тренутку морали да дођу до отвора за вулкански гас, изваде боцу за хватање гаса, а затим затворену боцу пошаљу у лабораторију на анализу. Та техника је била дуготрајна и опасна, обзиром да је велики број вулканских гасова смртоносан. Сада се научници много чешће окрећу технологији за ове прљаве послове. На пример, ултраљубичасти спектрометри мере количину ултраљубичастог светла од сунчеве светлости коју апсорбује вулкански пљусак. Ово мерење омогућава истраживачима да утврде количину сумпор-диоксида у облаку.
Други алат, који се користи на Хавајском опсерваторију вулкана од 2004. године, је Фоуриер-ов спектрометар за трансформацију, који ради слично, али уместо ултраљубичастог користи инфрацрвено светло. А један од најновијих трикова опсерваторије комбинује ултраљубичасту спектрометрију са дигиталном фотографијом, користећи камере које могу да снимају неколико мерења гаса у минути на терену. Све ове информације о гасу помажу истраживачима да схвате колико је магме под вулканом и шта та магма ради.
Мерење покрета
Остале високотехнолошке технике прате кретање тла покренутог вулканом. Деформација тла око вулкана може сигнализирати надолазећу ерупцију, као и земљотреси. Хавајска опсерваторија вулкана има више од 60 сензора глобалног система за позиционирање (ГПС) који прате кретање на активним вулканским локацијама државе. Ови ГПС сензори се не разликују много од оних у навигационом систему вашег аутомобила или у вашем телефону, али су осетљивији.
Тилтометри, управо онако како звуче, мере како се земља нагиње у вулканском подручју, што је још један сигнални знак да се нешто може помешати испод земље.
Поглед у небо је такође корисно за праћење вулканских промена. Сателитски снимци могу открити чак и минутне промјене надморске висине на терену. Једна популарна техника, названа интерферометријски радар са синтетичким отвором (или ИнСАР), укључује две или више сателитских слика снимљених са истог места у орбити у различито време. Промјене у томе колико брзо сателитски радарски сигнал враћа у свемир откривају суптилне деформације на земљиној површини. Користећи ове податке, научници могу да направе мапе на којима ће се приказати промене тла све до центиметра.
Сателити прелазе вулкане толико често, међутим, у најбољем случају ограничавајући поглед на сваких 10 дана, рекао је Вадге за ЛивеСциенце. Да би надокнадили, истраживачи сада постављају земаљски радар, сличан радару који се користи за праћење времена, како би пратили вулканске активности. Вадге и његови колеге развили су један алат, назван сензор за временску вулканију топографије за временске вулканије (АТВИС), који користи таласе фреквенције од само неколико милиметара да би продрли у облаке који често прекривају вулканске врхове из погледа. Помоћу АТВИС-а, научници могу "посматрати" формирање купола лаве или на постепеним растућим бубрењима на вулканима.
"Купове лаве су врло опасне, јер изливају ову вискозну лаву у велику гомилу, и на крају се она сруши. При томе ствара пирокластични ток", рекао је Вадге.
Пирокластични ток је смртоносна, брза река врућег стена и гаса која може да убије хиљаде у минутима.
Вадге и његове колеге тестирају АТВИС на вулканско активном западном индијском острву Монтсеррат. Од 1995. вулкан Соуфриере Хиллс на острву периодично еруптира.
Радарским мерењима такође се могу пратити токови растопљене лаве из свемира, рекао је Вадге. Иако се сателитски пролази могу појавити само сваких неколико дана, радарски инструменти могу одредити локације до пар метара (1 до 2 метра). Спајање слика снимљених из простора лаганог тока лаве може открити „филмски“ слијед начина на који проток напредује, рекао је Вадге.
Врхунска технологија
Научници се све више окрећу беспилотним беспилотним беспилотним летелицама да би се приближили вулкану, истовремено спречавајући људе да не нађу штету. У марту 2013. године, НАСА је бацила 10 беспилотних беспилотних мисија на даљину у пљусак костаричког вулкана Турриалба. Дронови величине 5 килограма (2,2 килограма) носили су видео камере како снимају, тако и видљивом и инфрацрвеном светлошћу, сензорима сумпор-диоксида, сензорима честица и боцама за узорковање ваздуха. Циљ је употреба података из шљунке за побољшање рачунарских предвиђања вулканских опасности попут „вога“ или токсичног вулканског смога.
Повремено технологија може чак и да дође до ерупције, а нико не би приметио другачије. Маја је вулкан удаљен на Аљасци у Цлевеланду разнио врх. Вулкан је на Алеутским острвима, толико удаљен да нема сеизмичке мреже за праћење експлозија. Али ерупције могу да поремете путовање авионом, па је кључно да истраживачи знају када се догоди експлозија. Да би надгледали заузет вулкан у Цлевеланду, научници из опсерваторија за вулкане на Аљасци користе инфразвук како би открили тутњаве ниске фреквенције испод распона људског слуха. 4. маја је ова техника омогућила научницима да открију три експлозије из немирног вулкана.
У другом случају даљинског откривања вулкана, у августу 2012. године, брод Краљевске морнарице Новог Зеланда известио је о плутајућем острву пелине, дужине 482 км, у јужном Тихом океану. Порекло бундеве вероватно би остало мистерија, али вулкан Ерик Клеметти са Универзитета Денисон и НАСА визуализатор Роберт Симмон отишао је усусрет извору. Двојица научника претраживали су месецима сателитске фотографије с НАСА-ових сателита Терра и Акуа и открили први наговештај ерупције: пепељасто-сива вода и вулкански пљусак на подводном вулкану званом Хавре Сеамоунт 19. јула 2012. године.
"Да нисте знали где да потражите, пропустили бисте га", рекао је Клеметти за ЛивеСциенце. Сателитски снимци, заједно с другим технолошким напретком, омогућили су вулканолозима откривање више ерупција него икад прије, рекао је.
"Вратите се пре 25 година, има доста места где не бисмо имали појма да се догодила ерупција", рекао је Клеметти.
