הרי הגעש התעללו בבני אדם במשך אלפי שנים, והותירו ערים שלמות בגחמות ההתפרצויות ההרסניות שלהם. אך בהשוואה לצורות אחרות של אסון טבע, הרי הגעש מציעים למעשה מגוון רמזים שקטים המובילים להשמדתם. כעת, התפתחויות חדשות במערכות ניטור הר הגעש מאפשרות למדענים לרחרח, לחזות ולתכנן התפרצויות בדיוק רב מתמיד.
תוכן קשור
- כיצד רעידות אדמה והרי געש חושפים את הלב הפועם של כדור הארץ
"כעת אנו יכולים לשים מכשירים מדויקים באמת על הרי געש כדי לפקח על סוגי הגזים הנפלטים, וזה נותן לנו מושג היכן נמצאת הקסם במערכת, " אומרת מארי אדמונדס, וולקולוגית באוניברסיטת קיימברידג '. עובד בין הרי געש מגשמים כ -15 שנה. "אנו יכולים לראות מגמות בנתונים הנוגעים להתפרצויות אשר ממש עומדות לקרות."
אדמונדס הוא חלק מקבוצה בינלאומית בשם "מצפה הכוכבים העמוק" שפועל למקם חיישני גז חדשים שפותחו לאחרונה על 15 מתוך 150 הרי הגעש הפעילים ביותר על כדור הארץ עד 2019, כדי לשפר את יכולתם לחזות התפרצויות מסוגים שונים ברחבי העולם. בשבוע שעבר פרסמה מצפה הכוכבים העמוק חזותית אינטראקטיבית, הנתמכת בחלקה על ידי תוכנית הוולקניזם הגלובליזם של מכון סמיתסוניאן, המאפשרת לציבור לצפות בהדמיות של נתונים וולקניים היסטוריים שמתפתחים לאורך זמן.
הדמיה מאפשרת גם לצופים לעקוב אחרי הימצאות חיישנים חדשים. חיישנים אלה מודדים ברציפות פחמן דו חמצני, דו תחמוצת הגופרית ואדי המים המתפוצצים מהרי געש, והם מונחים בתוך קופסאות גדולות ונקברים מתחת לאדמה עם אנטנות על פני השטח. בשנים האחרונות ההתקדמות בתחום האלקטרוניקה הפכה אותם למדויקים יותר ובמחירים סבירים יותר, ומאפשרים למדענים להשתמש בהם בשכיחות רבה יותר ברחבי העולם.
עם זאת, הצבת חיישנים אלה על גבי הרי געש פעילים אינה חסרת סיכון. החוקרים חייבים ללבוש חליפות רפלקטיביות כדי להגן על עורם מפני עודף חום, ומסכות גז כדי להגן על ריאותיהם מפני שירים על ידי גזים מאכלים - לפעמים לאחר טיול למרחקים ארוכים דרך אזורים מרוחקים כדי להגיע לאתר. אבל אדמונד אומר שהעבודה הפוטנציאלית שתועלת כזו יכולה לעשות עבור אוכלוסיות בסיכון הופכת את החלקים המסוכנים יותר לעבודה לכדאיים.
"זה מבריק לדעת שאתה עושה משהו כדי לעזור לאנשים באמת", אומר אדמונדס. "אתה כן חושב על מה שאתה עושה כי זה לפעמים מסוכן, אבל אני באמת נהנה מזה."
הוולקנין טוביאס פישר מאוניברסיטת ניו מקסיקו מטפס לאורך קיר המכתש התלול של הר הגעש הגרלוי המתעכל נמרץ שבאיים המערבים של האלוטיאן כדי לאסוף דגימת גז וולקנית. (טארין לופז, אוניברסיטת אלסקה פיירבנקס) בחודש האחרון, חוקרים מצוות אדמונדס הצמידו את אחד החיישנים שלהם למזל"ט ומדדו פליטות מהר געש מרוחק בפפאו גינאה החדשה לאורך זמן קצר, והדגימו טכניקה נוספת שפותחה לאחרונה, ששימשה לאיסוף תמונות של פעילות וולקנית. כאשר הם נאספים על מגוון סוגים שונים של הרי געש, תמונות אלה עוזרות למדענים להבין טוב יותר את המורכבות של הפעילויות המובילות להתפרצות. (לעומת זאת, מה שמל"טים לא יכולים לעשות הוא לבצע מדידות לטווח הארוך.)
חיישני גז עוזרים לחזות התפרצויות מכיוון שככל שהמאגמה מתרוממת, שחרור כתוצאה של גזי לחץ בלתי-מעשי מעל לראש מומסים בתוך המאגמה. הפחמן הדו-חמצני מתפוצץ יחסית מוקדם, וככל שהמאגמה מתרוממת למעלה, דו תחמוצת הגופרית מתחילה להתפוגג. החוקרים משתמשים ביחס של שני גזים אלה כדי לקבוע עד כמה הקרבה מגיעה לפני השטח של כדור הארץ, ועד כמה התפרצות קרובה.
כשמאגמה עולה, היא גם דוחפת דרך סלע בקרום וגורמת לרעידות אדמה קטנטנות שלא בדרך כלל מורגשות על ידי בני אדם מלמעלה, אך ניתנות לגילוי בעזרת ציוד סייסמי רגיש. הצוות של אדמונדס מזדווג לעתים קרובות חיישני גז עם תחנות סיסמיות ומשתמש בנתונים בד בבד לחקר הרי געש
רובין מטוזה, חוקר מאוניברסיטת קליפורניה בסנטה ברברה שאינו מעורב במחקר של אדמונד, מסכים כי ההתקדמות הטכנולוגית בשנים האחרונות שיפרה באופן דרסטי את יכולתם של החוקרים להבין את פעולתם הפנימית של הרי געש ואת ההתנהגויות המובילות להתפרצויות. במקומות שבהם היו לצוות שלו פעם רק כמה תחנות סיסמיות, כעת הם יכולים להתקין 10 ומעלה בגלל הגודל הקטן והגדלת האפשרות של הטכנולוגיה. היכולת לחשב את הנתונים שנאספו השתפרה גם בשנים האחרונות, טוען מטוזה.
"כעת אנו יכולים בקלות לאחסן נתונים סייסמיים בשווי שנים רק בכונן הבזק קטן", אומר מטוזה, חוקר אותות סיסמיים ששוחררו על ידי הרי הגעש לפני התפרצויות. "כך שנוכל בקלות לבצע שאילתות על נתונים גדולים אלה וללמוד יותר על התהליכים הכלולים בהם."
חוקרים בצוות של מארי אדמונד מתכוננים להנחית את המל"ט שלהם לאחר טיסה דרך פלומת הגז של הר הגעש Ulawun, בפפאו גינאה החדשה. במהלך הטיסה, מכשירים המותקנים על המזל"ט מדדו יחסי גז בפלומת הגז. (קילה מולינה, מצפה הר געש רבינא, פפואה גינאה החדשה) להשלמת מידע על גז וסיסמיים בהיקף רחב יותר, החוקרים משתמשים בלוויינים כדי לחקור התפרצויות מלמעלה. וולקנולוגים במצפה הר הגעש אלסקה באנקורג 'וב פיירבנקס אוספים על בסיס קבוע נתונים אלה על גז, סייסמה ולוויין, ועוקבים אחר כ -25 הרי געש ברחבי המדינה ומציעים אזהרות מוקדמות לתושבים.
לדוגמה, הם שיחררו סדרת אזהרות בחודשים שקדמו להתפרצות הר הרבוט בשנת 2009, כ -180 מיילים (180 ק"מ) דרומית-מערבית לאנקורג '. הם גם עובדים בשיתוף פעולה הדוק עם מינהל התעופה הפדרלי בכדי לסייע באיתור סכנות תעופה במהלך התפרצויות.
עם הזמן החוקרים מסכימים כי לוויינים ישתמשו יותר ויותר באיסוף נתונים באזורים גדולים. אבל כרגע, לוויינים פחות מדויקים ואינם אמינים כמו הכלים האחרים, בין השאר מכיוון שהם לא אוספים נתונים באותה מהירות ואינם מתפקדים טוב בזמן מזג אוויר מעונן.
"אתה יכול לעבור לוויין מעל הר געש וזה יכול להיות מוסתר על ידי עננים, " אומר מאט הייני, וולקנולוג במצפה הר הגעש באלסקה. "אני מתאר לעצמי שבעתיד יהיו לוויינים חדשים שיושקו שיהיו חזקים עוד יותר."
למרות האתגרים בעבודה זו, אדמונד טוענת כי קל יותר לחזות התפרצויות געשיות מאשר סכנות אחרות בגלל מגוון סימני האזהרה שקדמו להתפרצויות בהשוואה לרעידות אדמה מסוימות ואסונות פתאומיים אחרים. ובעוד החוקרים אולי לא יוכלו לחזות ליום או לשעה המדויקים שתתרחש עדיין התפרצות, הטכנולוגיה המתקדמת במהירות מזיזה אותם לכיוון זה.
"ככל שיותר מכשירים ויותר חיישנים תורמים לארגז הכלים שלנו", אומר אדמונדס. "אנחנו צעד אחד קרוב יותר."
