
编者注:在本每周系列中,LiveScience探讨了技术如何推动科学探索和发现。
监视火山是一个艰难的演出。您必须知道发生了什么 - 但是太近是一个致命的主张。
幸运的是,技术比以往任何时候都更容易保留全球岩浆和烟灰山的标签。这项技术的大部分使研究人员能够返回(甚至从太空中观看火山),同时密切关注火山活动。这些技术中的一些甚至可以穿透云隔间的火山峰,从而使研究人员可以“看到”地面变化,这可能标志着迫在眉睫的喷发或危险的熔岩圆顶塌陷。
英国雷丁大学环境系统科学中心主任杰夫·沃奇(Geoff Wadge)说:“您想拥有多种信息来源,以最大程度地了解您正在发生的事情。” [历史上最具破坏性的火山这是给出的
一项笨拙的工作
监测火山过去是将靴子放在地面上的问题。当然,当然,面对面的现场工作仍在发生,但是现在科学家拥有更多的工具,可以全面跟踪变化。
例如,研究人员一次不得不驾驶火山气孔,拔出瓶子以捕获气体,然后将密封的瓶子发送到实验室进行分析。考虑到大量火山气体是致命的,这种技术是耗时且危险的。现在,科学家更频繁地转向这些肮脏工作的技术。例如,紫外光谱仪测量来自火山羽流吸收的阳光的紫外光量。该测量值使研究人员能够确定云中二氧化硫的量。
另一个工具,正在使用夏威夷火山天文台自2004年以来,是傅立叶变换光谱仪,该光谱仪的工作原理类似,但使用红外光而不是紫外线。天文台的最新技巧之一将紫外线光谱与数字摄影结合在一起,使用可以在现场捕获每分钟的几次气体测量的摄像机。所有这些气体信息可帮助研究人员确定火山下有多少岩浆以及岩浆在做什么。
测量运动
其他高科技技术跟踪了火山触发的地面运动。地震周围的地面变形可以指示即将发生的喷发,地震也是如此。夏威夷火山天文台具有60多个全球定位系统(GPS)传感器跟踪该州活跃火山站点的运动。这些GPS传感器与您的汽车导航系统或手机中的传感器没有太大不同,但是它们更敏感。
倾斜度计正是它们听起来的样子,它测量了地面在火山区域的倾斜度,这是另一个明显的迹象,表明某些东西可能在地下搅动。
在天空中注视着也方便跟踪火山变化。卫星图像可以揭示地面上的微小高度变化。一种流行技术,称为干涉合成孔径雷达(或Insar),涉及在不同时间从轨道上同一地点拍摄的两个或多个卫星图像。卫星的雷达信号反弹回空间的速度变化揭示了地球表面的细微变形。使用这些数据,科学家可以创建地图,显示地面变化至厘米。
卫星沃奇告诉《生命科学》,只有每隔一段时间将火山限制为每10天的观点。为了补偿,研究人员现在正在部署地面雷达,类似于用于跟踪天气的雷达,以密切关注火山活动。 Wadge和他的同事开发了一种工具,称为全天候火山地形想象传感器(ATVIS),该工具使用具有单纯毫米频率的波浪渗透到经常笼罩的云中火山峰从视图。使用ATVIS,科学家可以在火山上“观察”熔岩圆顶的形成或逐渐生长的肿胀。
沃奇说:“熔岩圆顶非常危险,因为它们将这种高度粘性的熔岩倒在一大堆中,最终倒塌了。在这样做时,它会产生火山碎屑流。”
火山碎屑流是一条致命的,快速移动的热岩石和气体河,可以在几分钟内杀死数千人。 [50个令人难以置信的火山事实这是给出的
Wadge和他的同事正在火山活跃的西印度群岛蒙特塞拉特岛上测试ATVI。自1995年以来,岛上的Soufriere Hills火山一直在定期爆发。
雷达测量还可以跟踪熔岩沃奇说,从太空中说。尽管卫星通行证可能仅每隔几天一次,但雷达仪器可以将位置降低到几英尺(1至2米)。沃奇说,从缓慢移动的熔岩流的空间中拍摄的图像可以揭示出流动方式的“电影风格”序列。
尖端技术
科学家越来越多地转向无人机俯冲到火山的同时,使人类不受伤害。 2013年3月,NASA飞行了10次遥控无人机任务,进入了哥斯达黎加的海龟火山的羽流。 5磅(2.2千克)无人机携带摄像机在可见光和红外光,二氧化硫传感器,颗粒传感器和空气采样瓶中拍摄。目的是使用羽流中的数据来改善火山危害的计算机预测,例如“ VOG”或有毒的火山烟雾。
有时,技术甚至可能会发生爆发,没有人会注意到。 5月,阿拉斯加的遥控器克利夫兰火山炸毁了其顶部。火山位于阿留申群岛,如此遥远,以至于没有地震网络监测爆炸。但是喷发可能会破坏航空旅行,因此研究人员知道何时发生爆炸至关重要。为了监视繁忙的克利夫兰火山,阿拉斯加火山天文台的科学家使用临时性来检测人类听力范围以下的低频隆隆声。 5月4日,这项技术使科学家能够从不安的火山中检测出三个爆炸。
在另一种远程火山检测的案例中,2012年8月,新西兰皇家海军的一艘船报道了漂浮的浮石岛在南太平洋长300英里(482公里)。 Pumice的起源可能仍然是一个谜,但是丹尼森大学的火山学家Erik Klemetti和NASA可视化器罗伯特·西蒙(Robert Simmon)驾驶了来源。两位科学家在NASA的Terra和Aqua卫星上搜索了几个月的卫星照片,并在2012年7月19日在水下火山上找到了喷发的第一个暗示:灰烬灰水和火山羽流。
“如果您不知道要看哪里,那您就会错过它,”克莱梅蒂对LiveScience说。他说,卫星图像以及其他技术进步使火山学家能够发现比以往任何时候都更多的爆发。
克莱梅蒂说:“早在25年前,有很多地方我们不知道发生了爆发。”
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