Vederea unui satelit asupra unei erupții mortale din 2019 ar putea îmbunătăți monitorizarea vulcanilor

Pe 9 decembrie 2019, un nor de abur și gaze vulcanice a explodat din vulcanul Whakaari, sau Insula Albă, din Noua Zeelandă. În comparație cu erupțiile de la alți vulcani, explozia a fost mică. Însă a luat viața a 22 de persoane și a rănit alte 25, dintre care multe au suferit arsuri grave.

Acum, folosind date satelitare de înaltă rezoluție și algoritmi computerizati, oamenii de știință au dezvăluit cum gazele eliberate de vulcan s-au schimbat subtil înainte, în timpul și după erupția din 2019. Observarea unor astfel de mici modificări folosind sateliți ar putea îmbunătăți considerabil monitorizarea vulcanilor și ar putea ajuta la identificarea avertizărilor timpurii ale erupțiilor, au raportat cercetătorii pe 18 iunie. Progresele științei.

Vulcanologii folosesc în mod obișnuit instrumente de pe sol pentru a ajuta la avertizare despre erupții, monitorând modificările gazelor, cum ar fi dioxidul de carbon și dioxidul de sulf, care se infiltrează în liniște din vulcani între explozii. Dar doar aproximativ 50 de vulcani ai lumii sunt monitorizați în acest mod. Sateliții au fost folosiți pentru a studia penele vulcanilor mari, dar ambarcațiunile care orbitează nu au fost folosite pentru a detecta gazele emise de mici erupții.

În comparație cu erupțiile mari, precum explozia care a decapitat Muntele St. Helens din Washington în 1980, erupțiile la scară mică apar mai des. Deci, ele reprezintă o amenințare mai mare pentru oameni, spune vulcanologul Mike Burton de la Universitatea din Manchester din Anglia.

imaginea craterului Whakaari
Această vedere de pasăre oferă o privire în craterul Whakaari, sau White Island, un vulcan activ care se află la aproape 50 de kilometri nord-est de Insula de Nord a Noii Zeelande, în Golful Plenty.Krzysztof Belczyński/Flickr (CC BY-SA 2.0)

Din întâmplare, satelitul Sentinel-5 Precursor a zburat peste Whakaari la aproximativ o oră după erupția din 2019 și a colectat date despre lumina reflectată din pluma de gaze ejectate a vulcanului cu Instrumentul său de monitorizare troposferică sau TROPOMI. „Ceea ce ne-am dat seama a fost că ne-am putea folosi [satellites] pentru a privi efectiv exploziile fără precedent”, spune Burton.

De la locul său pe cer, TROPOMI era mai potrivit decât instrumentele de la sol pentru a aduna informații despre pluma înaltă. Și până când TROPOMI a trecut deasupra capului, o mare parte din cenușa și alte particule din aer care pot estompa observațiile de la sol ale gazelor erupte au căzut sau s-au evaporat din penaj.

Burton și colegii săi au aplicat un algoritm computerizat la datele TROPOMI pentru a calcula traiectoria înapoi a gazelor din penaj – în esență, derulând erupția vulcanică. Această abordare a permis cercetătorilor să estimeze cât de mult dioxid de sulf a eructat vulcanul înainte, în timpul și după erupție.

Cu aproximativ 40 de minute înainte de erupția Whakaari, emisiile de dioxid de sulf ale vulcanului au crescut de la 10 kilograme pe secundă la 45 de kilograme pe secundă – semnalând o potențială erupție – și pana de dioxid de sulf și alte gaze au început să crească, au descoperit cercetătorii.

GeoNet, un serviciu de monitorizare a pericolelor geologice din Noua Zeelandă, a ridicat o alertă cu câteva săptămâni înainte de erupție, după ce a detectat o creștere a tremurului la sol, gheizere care clocotesc în lacul crater al vulcanului și emisii de dioxid de sulf folosind instrumente de la sol, deși companiile de turism au continuat să viziteze. insula. Dar noul studiu este prima dată când oamenii de știință au folosit un satelit pentru a detecta modificările premergătoare ale emisiilor de dioxid de sulf înainte de o mică erupție.

A fost surprinzător că atât de multe informații despre această mică erupție au putut fi culese folosind sateliți, spune Burton. „Este o perspectivă foarte interesantă pentru că acum ne putem aștepta [measure] multe altele [eruptions] din spatiu”

Schimbările în tremurele cauzate de erupție au fost înregistrate de o stație seismică de pe insulă și au fost paralele cu rezultatele cercetătorilor. Pe măsură ce emisiile de dioxid de sulf și înălțimea penajului au început să crească în minutele dinaintea exploziei, și tremurăturile au crescut.

Această lucrare arată că acum este posibil să se măsoare emisiile de gaze care preced erupțiile mici folosind sateliți, care vor completa sistemele de la sol și vor ajuta la furnizarea de avertismente înainte de erupții, spune Jorge Andres Diaz, vulcanolog la Universitatea Costa Rica din San Pedro, care a fost nu este implicat în studiu. „Aceasta [could] fii prima ta linie de monitorizare, mai ales în locurile care sunt foarte îndepărtate.”

Dar prezicerea erupțiilor implică analizarea mai multor factori împreună, inclusiv pe cei pe care TROPOMI nu îi poate detecta, spune el. Tremorurile sunt un exemplu (SN: 17.06.19). De asemenea, este util să monitorizați alte gaze emise, cum ar fi dioxidul de carbon, care, împreună cu măsurătorile de dioxid de sulf, pot dezvălui când o nouă magmă intră în camera de magmă a unui vulcan, ceea ce poate duce la o erupție. În timp ce TROPOMI nu poate detecta dioxidul de carbon, alți sateliți pot.

„Nu vreau să spun că putem prognoza perfect exploziile; nu putem face asta”, spune Burton. „Dar acesta este un pas cheie. Deschide o nouă frontieră.”