Дроны летят прямо в вулканы, ради спасательной науки
Учитывая, что на Земле насчитывается около 300 действующих вулканов, проблема заключается в том, как отслеживать их все, чтобы отправлять ранние предупреждения до их извержения. Измерение выбросов вулканического газа — тоже непростая задача.
Теперь исследователи разработали специально адаптированные дроны для сбора данных с действующего вулкана в Папуа-Новой Гвинее (PNG).
Дроны могут помочь местным сообществам отслеживать близлежащие вулканы и прогнозировать извержения в будущем. Их измерения также могут рассказать нам больше о самых труднодоступных, очень активных вулканах на планете и о том, как вулканы вносят свой вклад в глобальный углеродный цикл.
В Вулкан Манам расположен на острове шириной всего 10 километров (6 миль), который находится у северо-восточного побережья PNG. На острове проживает более 9000 человек, а Манам Моту, как его называют местные жители, является одним из самых активных вулканов в стране. В 2004 году сильное извержение Манама вынудило весь остров эвакуироваться на материк и разрушило посевы и дома людей.
У ученых есть несколько способы прогнозирования когда собирается взорваться вулкан. Они могут отслеживать землетрясения в этом районе, обнаруживать толчки, которые почти всегда предшествуют извержениям, и следить за выпуклостями в наклонных стенах вулкана, когда под ними накапливается магма.
Когда позволяет ясное небо, спутники также могут быстро обнаруживать и измерять вулканические выбросы газов, таких как диоксид серы (SO2). Изменения в этих газовых выбросах могут сигнализировать об увеличении активности вулкана ниже.
«Манам подробно не изучался, но по спутниковым данным мы могли видеть, что он производит сильные выбросы», сказала вулканолог Эмма Лю из Университетского колледжа Лондона, который возглавлял исследовательскую группу ученых-геологов и аэрокосмических инженеров.
«Мы [also] хотел количественно оценить выбросы углерода[s] от этого очень крупного излучателя углекислого газа » добавил геохимик Тобиас Фишериз Университета Нью-Мексико.
Хотя вулканы выделяют лишь небольшую часть выбросов углерода, выделяемых людьми, исследователи все же хотят иметь возможность оценить, какой углекислый газ (CO2) они выбрасывают, чтобы учесть это в углеродном бюджете, который у нас остался, чтобы ограничить последствия изменения климата.
Отправляясь в PNG, международная команда приступила к тестированию двух типов дронов дальнего действия, оснащенных датчиками газа, камерами и другими устройствами, во время двух полевых кампаний на острове Манам, в октябре 2018 года и мае 2019 года.
Крутые склоны Манама делают невероятно опасным даже собирать пробы газа пешком, в то время как дроны могут безопасно летать прямо в вздымающиеся шлейфы, помогая исследовательской группе более точно измерить выбросы вулканического газа.
Дроны пролетели более 2000 метров (6561 фут) в турбулентных вулканических шлейфах Манама и примерно в 6 километрах (3,7 мили) от своей стартовой площадки, вне поля зрения пилотов.
Во время каждого полета дроны делали снимки Манама и двух его кратеров, измеряли состав газа прямо над поднимающимися шлейфами и собирали четыре мешка с дополнительным газом для быстрого анализа, когда самолет приземлился.
Аэрофотоснимки пролета дронов показали, что дегазация южного кратера Манама усилилась в период с октября 2018 года по май 2019 года. На самом деле, вулкан вскоре извергся в июне, всего через месяц после второй поездки исследователей.
Но растущие выбросы вулканов не только являются надежным индикатором того, является ли извержение неизбежным или вероятным, поэтому исследователи также изучили соотношение между различными газами, а именно CO2 и SO2, в шлейфах Манама.
Это может помочь обнаружить подъем горячей магмы на поверхность и выброс богатых СО2 выбросов, которые, как сообщается, предшествуют большим извержениям.
Однако исследователи обнаружили, что смесь газов, выброшенных из Манама, была примерно одинаковой во время обеих экскурсий.
Объединив измерения с помощью дронов со спутниковыми данными, исследователи смогли показать, что Манам входит в десятку самых сильных дегазирующих вулканов в мире, выбрасывая ежедневно около 3700 тонн CO2 и примерно 5100 тонн SO2 — выше, чем предыдущие оценки.
Команда также пришла к выводу, что большая часть выбросов углерода Манама, вероятно, происходит из верхней мантии, а не из отложений более мелкой коры Земли, что они выяснили, анализируя различные изотопы углерода в газовой смеси.
«Наш новый подход — дальний и высотный. [drone] операции, позволяющие проводить измерения на месте — в настоящее время это единственный возможный способ, с помощью которого мы можем охарактеризовать газохимический состав крутых, опасных и высокоактивных вулканов, таких как Манам », — говорит исследовательская группа заключили в своей статье.
Дальнейшие исследования потребуют от ученых более кропотливой работы и полетного времени от дронов, поскольку измерения в рамках этого исследования длились всего 10 дней.
При наличии достаточного финансирования для оборудования и обучения местных ученых эту стратегию можно использовать в других местах для мониторинга других опасно недоступных вулканов, таких как Майон на Филиппинах и Синабунг в Индонезии.
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
Похожие статьи
ДРУГИЕ НОВОСТИ
