Drony pomagają w badaniu wulkanów
Na Ziemi jest ok. 300 aktywnych wulkanów. Ich monitorowanie nie jest łatwe, choć wydaje się być kluczowe ze względu na konieczność wysyłania wczesnych ostrzeżeń przed erupcją. Teraz naukowcy zamierzają wykorzystać drony do pomiaru emisji gazów wulkanicznych. System jest testowany na jednym z aktywnych wulkanów Papui-Nowej Gwinei.
Drony mogą pomóc lokalnym społecznościom w monitorowaniu pobliskich wulkanów i prognozowaniu przyszłych erupcji. Wykonywane przez nie pomiary mogłyby również powiedzieć nam więcej o najbardziej niedostępnych, wysoce aktywnych wulkanach na naszej planecie oraz o tym, jak wulkany przyczyniają się do globalnego cyklu węgla.
Wulkan Manam znajduje się na wyspie o szerokości zaledwie 10 km, która leży u północno-wschodniego wybrzeża Papui-Nowej Gwinei. Na wyspie mieszka ok. 9000 osób, a Manam Motu (jak nazywa się go lokalnie) jest jednym z najbardziej aktywnych wulkanów w regionie. W 2004 r. erupcja zmusiła całą wyspę do ewakuacji na ląd, niszcząc uprawy i gospodarstwa.
Naukowcy mają kilka sposobów przewidywania momentów erupcji wulkanów. Mogą monitorować aktywność trzęsień ziemi na danym obszarze - wstrząsy prawie zawsze poprzedzają erupcję - a także zwracać uwagę na wybrzuszenia w ścianach wulkanu, które świadczą o gromadzącej się magmie.
Satelity również mogą wykrywać i mierzyć emisje gazów wulkanicznych, takich jak dwutlenek siarki (SO2). Zmiany w emisji tych gazów mogą sygnalizować większą aktywność w danym wulkanie.
Chociaż wulkany emitują tylko ułamek emisji dwutlenku węgla (CO2) produkowanego przez ludzi, naukowcy nadal nie są w stanie dokładnie oszacować jaki jest ich wpływ na zmiany klimatu.
Podczas dwóch kampanii terenowych na wyspie Manam, w październiku 2018 roku i maju 2019 roku, międzynarodowy zespół naukowców rozpoczął testowanie dwóch typów samolotów bezzałogowych dalekiego zasięgu wyposażonych w czujniki gazu, kamery i inne urządzenia. Strome zbocza Manamu sprawiają, że ręczne pobieranie próbek gazu jest niezwykle niebezpieczne. Dron jest znacznie lepszym rozwiązaniem.
Drony wleciały na wysokość ponad 2000 m w bardzo burzliwe chmury Manamu, ok. 6 m od kaldery wyrzucającej gazy, podczas gdy ich operatorzy byli znacznie dalej. Drony robiły zdjęcia wulkanu i jego dwóch kraterów, mierzyły skład gazu tuż nad wznoszącymi się pióropuszami i zbierały próbki do analizy naziemnej.
Zdjęcia z przelotów dronów pokazały, że odgazowanie w południowym kraterze Manamu nasiliło się między październikiem 2018 a majem 2019 roku. W rzeczywistości wulkan wybuchł w czerwcu, zaledwie miesiąc po drugiej podróży terenowej naukowców.
Rosnące emisje wulkaniczne nie są same w sobie wiarygodnym wskaźnikiem tego, czy erupcja jest nieuchronna, czy tylko prawdopodobna, więc badacze przyjrzeli się również stosunkowi różnych gazów, a mianowicie CO2 i SO2. Może on pomóc w określeniu ilości magmy rosnących w kalderze, które mogą świadczyć o zbliżającym się wybuchu.
Badania wykonane przy użyciu dronów wykazały, że Manam znajduje się w pierwszej dziesiątce najsilniej odgazowujących wulkanów na świecie. Emituje on ok. 3700 ton CO2 i ok. 5100 ton SO2 każdego dnia - więcej niż poprzednie szacunki.
Zespół wywnioskował również, że większość wydzielanego przez Manam węgla pochodzi prawdopodobnie z górnego płaszcza, a nie z osadów z płytszej skorupy ziemskiej, co odkryli analizując różne izotopy węgla w mieszaninie gazowej.
Wiele wskazuje na to, że w przyszłości drony mogą być częściej wykorzystywane w badaniu wulkanów.
