הערת העורך: בסדרה השבועית הזו LiveScience בוחנת כיצד הטכנולוגיה מניעה חקר וגילוי מדעי.
ניטור הרי געש הוא הופעה קשה. אתה צריך לדעת מה קורה - אבל להתקרב מדי זו הצעה קטלנית.
למרבה המזל, הטכנולוגיה הקלה מתמיד לשמור על כרטיסיות בהרים המתפזרים מאפרה ואפר ברחבי העולם. חלק גדול מטכנולוגיה זו מאפשרת לחוקרים לשמור על הדרך אחורה (אפילו לצפות בהרי געש מהחלל) תוך פיקוח מקרוב על הפעילות הוולקנית. חלק מהטכנולוגיות הללו יכולות אפילו לחדור לפסגות הר הגעש הענן, המאפשרות לחוקרים "לראות" שינויים קרקעיים שעלולים לאותת על התפרצות קרובה או קריסת כיפה לבה מסוכנת.
ג'וף וודג ', מנהל המרכז למדע מערכות הסביבה מאוניברסיטת רדינג באנגליה, אמר: "אתה רוצה שיהיו לך מקורות מידע מרובים בכדי למקסם את היכולת שלך להבין מה קורה."
עבודה גאסית
מעקב הרי געש היה בעבר עניין של העלאת מגפיים על האדמה. עבודות שטח באופן אישי עדיין מתרחשות כיום, כמובן, אך כעת יש בידי המדענים כלים רבים בהרבה כדי לעקוב אחר שינויים מסביב לשעון.
לדוגמה, חוקרים נאלצו בעת ובעונה אחת לחדור לאוורורי גז וולקניים, לשלוף בקבוק כדי לתפוס את הגז ואז לשלוח את הבקבוק האטום למעבדה לניתוח. טכניקה זו הייתה זמן רב ומסוכנת, בהתחשב בכך שמספר גדול של גזים געשיים הם קטלניים. כעת, מדענים פונים בתדירות גבוהה הרבה יותר לטכנולוגיה עבור עבודות מלוכלכות אלה. ספקטרומטרים אולטרה סגול, למשל, מודדים את כמות האור האולטרה סגול מאור השמש שנספג על ידי פלומה וולקנית. מדידה זו מאפשרת לחוקרים לקבוע את כמות דו תחמוצת הגופרית בענן.
כלי נוסף, הנמצא בשימוש במצפה הכוכבים בהוואי מאז 2004, הוא הספקטרומטר של טרנספורטר, שפועל באופן דומה אך משתמש באור אינפרא אדום במקום בסגול אולטרה סגול. ואחד הטריקים החדשים של המצפה משלב ספקטרומטריה אולטרה סגולה עם צילום דיגיטלי, באמצעות מצלמות שיכולות לתפוס כמה מדידות גז לדקה בשטח. כל מידע הגז הזה מסייע לחוקרים להבין כמה מאגמה נמצאת תחת הר הגעש ומה עושה אותה מאגמה.
מדידת תנועה
טכניקות היי-טק אחרות עוקבות אחר תנועות קרקע המופעלות על ידי הר הגעש. עיוות הקרקע סביב הר הגעש יכול לאותת על התפרצות ממשמשת ובאה, כמו גם רעידות אדמה. במצפה הכוכבים בהוואי יש יותר מ- 60 חיישני מערכת מיקום עולמית (GPS) העוקבים אחר תנועה באתרי הגעש הפעילים של המדינה. חיישני GPS אלה אינם שונים בהרבה מאלה שבמערכת הניווט של המכונית שלך או בטלפון שלך, אך הם רגישים יותר.
מדי הטיה, שהם בדיוק איך שהם נשמעים, מודדים כיצד האדמה נוטה באזור וולקני, סימן נוסף לכך שאולי משהו מערבב מתחת לפני האדמה.
עין בשמיים שימושית גם למעקב אחר שינויים געשיים. תמונות לוויין יכולות לחשוף שינויים בגובה אפילו בשטח. טכניקה פופולרית אחת, המכונה רדאר צמצם סינטטי אינטרפרומטרי (או InSAR), כוללת שתי תמונות לוויין או יותר שצולמו מאותה נקודה במסלול במועדים שונים. שינויים במהירות אות הרדאר של הלוויין חוזר לחלל חושפים עיוותים עדינים על פני כדור הארץ. באמצעות נתונים אלה, מדענים יכולים ליצור מפות המראות שינויי קרקע עד הסנטימטר.
לוויינים עוברים רק על הרי געש מדי פעם, עם זאת, ומגבילים את הנוף לכל עשרה ימים במקרה הטוב, אמר וודה ל- LiveScience. כדי לפצות, חוקרים כעת פורסים מכ"ם קרקעי, בדומה לרדאר המשמש למעקב אחר מזג האוויר, כדי לפקוח עין על פעילות געשית. וודג 'ועמיתיו פיתחו כלי אחד, המכונה חיישן טופוגרפיה של הר הגעש בכל מזג האוויר (ATVIS), המשתמש בגלים עם תדרים של מילימטרים בלבד כדי לחדור לעננים שלעתים קרובות מכסים פסגות וולקניות מהנוף. בעזרת ATVIS המדענים יכולים "לצפות" בהיווצרות כיפות לבה, או נפיחויות גדלות בהדרגה, על הרי געש.
"כיפות לבה מסוכנות מאוד, מכיוון שהן שופכות את הלבה הצמיגה מאוד הזו בערימה גדולה, ובסופו של דבר היא קורסת. בכך היא מייצרת זרימה פירוקסטית," אמרה ואדג '.
זרימה פירוקסטית היא נהר קטלני ונע במהירות של סלע חם וגז שיכול להרוג אלפים תוך דקות.
וודג 'ועמיתיו בוחנים את ה- ATVIS באי מונדיסטראט הפעיל וולקני. מאז 1995 מתפרץ מעת לעת הר הגעש סופרייר באי.
מדידות רדאר יכולות גם לעקוב אחר זרימות לבה מותכת מהחלל, אמר וודג '. למרות שעוברי לוויין עשויים להתרחש רק כל כמה ימים, מכשירי מכ"ם יכולים לאתר מיקומים למרחק של מטר עד מטר. הצבת תמונות שצולמו מהחלל של זרימת לבה בהאטה יכולה לחשוף רצף "בסגנון קולנוע" של התקדמות הזרימה, אמר וודג '.
טק חדשני
יותר ויותר מדענים פונים למל"טים בלתי מאוישים כדי להתנודד קרוב להר געש תוך שמירת בני אדם מפגיעתם. במרץ 2013 הטיס נאס"א 10 משימות מל"ט בלתי נשלטות בשליטה מרחוק אל פלומת הר הגעש טורריאלבה של קוסטה ריקה. המזל"טים בגודל 5 פאונד (2.2 ק"ג) נשאו מצלמות וידיאו שצולמו באור גלוי וגם באינפרא אדום, חיישני דו תחמוצת הגופרית, חיישני החלקיקים ובקבוקי הדגימה האווירית. המטרה היא להשתמש בנתונים מהפלומה כדי לשפר את תחזיות המחשב לסכנות וולקניות כמו "ערפל", או ערפיח געשיים רעילים.
לעיתים הטכנולוגיה יכולה אפילו לתפוס התפרצות שאיש לא היה מבחין בה אחרת. בחודש מאי, הר הגעש הנידח של קליבלנד באלסקה פוצץ את ראשו. הר הגעש נמצא באיים Aleutian, כל כך מרוחק כי אין ניטור רשת סיסמית לפיצוצים. אולם התפרצויות עלולות לשבש את הנסיעות האוויריות, ולכן חשוב כי החוקרים יידעו מתי מתרחש פיצוץ. כדי לפקח על הר הגעש הסואן של קליבלנד, מדענים ממצפה הכוכבים של הר הגעש באלסקה משתמשים באינפרסאונד כדי לאתר רעש בתדרים נמוכים מתחת לטווח השמיעה האנושית. ב- 4 במאי הטכניקה הזו אפשרה למדענים לאתר שלוש תקיעות מההר הגעש חסר מנוחה.
במקרה אחר של גילוי הר געש מרחוק, באוגוסט 2012, דיווחה ספינה בחיל הים המלכותי של ניו זילנד על אי צף של ספוג באורך 48 מייל (482 ק"מ) בדרום האוקיאנוס השקט. מקורו של האומפייה היה ככל הנראה נותר בגדר תעלומה, אך הוולקנולוג אריק קלמטי מאוניברסיטת דניסון וממחזאי נאס"א, רוברט סימון, המשיכו להטיל חן בעיני המקור. שני המדענים חיפשו חודשים של צילומי לוויין מלווייני טרה ואקווה של נאס"א ומצאו את הרמז הראשון להתפרצות: מים אפורים אפר ופלומה געשית בהר הגעש התת ימי בשם "הים התפר" ב -19 ביולי 2012.
"אם לא היית יודע איפה לחפש היית מתגעגע לזה," אמר קלמטי ל- LiveScience. תמונות לוויין, יחד עם התקדמות טכנולוגית אחרת, אפשרו לוולקנולוגים לאתר התפרצויות מתמיד, אמר.
"חזרו לפני 25 שנה, יש המון מקומות בהם לא היינו יכולים לקבל שום מושג על התרחשות התפרצות," אמר קלמטי.
