Nowa, tańsza kamera UV może pomóc w przewidywaniu erupcji wulkanów

Wulkany emitują ogromne ilości gazów (choć na przykład dwutlenku wegla wydzielają sto razy mniej od emisji będącej skutkiem działania człowieka). Wulkaniczne emisje gazów są przejawem aktywności zachodzącej pod powierzchnią Ziemi, co pozwala naukowcom między innymiprzewidywać nadchodzace erupcje.

Od połowy 2000 roku kamery ultrafioletowe SO2 stały się ważnymi narzędziami do pomiaru emisji. Aby jednak można było prowadzić pomiary, niezbędna jest obecność wykwalifikowanego użytkownika, co ogranicza możliwość długoterminowego zbierania danych. Same kamery to kosztowne urządzenia, dlatego bardzo niewiele z nich jest instalowanych na stałe.

Aby uzyskać lepsze dane z długoterminowego monitorowania, międzynarodowy zespół naukowców opracował kamerę SO2 do ciągłego pomiaru emisji tego gazu z wulkanów.

"Nasz instrument wykorzystuje czujnik podobny do czujników aparatu w smartfonie. Jest zmodyfikowany, aby uczynić go wrażliwym na światło ultrafioletowe, co umożliwia wykrywanie SO2" – powiedział dr Thomas Wilkes, naukowiec z University of Sheffield i główny autor badania (https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/feart.2023.1088992).

W porównaniu z poprzednimi modelami nowa kamera jest czterokrotnie tańsza (5000 USD zamiast 20 000) i zużywa dwa razy mniej energii, niż wcześniejsze sytemy (średni pobór mocy nowej kamery to 3,75 W). Dzięki temu można zainstalowac mniejsze panele słoneczne lub baterie, co dodatkowo obniża całkowity koszt instalacji.

"W miarę możliwości drukujemy również części w 3D, aby utrzymać koszty na jak najniższym poziomie — wyjaśnił Wilkes. - Wprowadzamy również przyjazne dla użytkownika, ogólnodostępne oprogramowanie do sterowania instrumentem i przetwarzania pozyskanych danych".

Stosunkowo niska cena i łatwość obsługi sprawiają, że kamera jest dostępna dla większej liczby wulkanologów, którzy w przeciwnym razie mogliby nie mieć dostępu do dokładnych danych dotyczącyh wskaźników emisji gazów.

Chociaż istnieją inne instrumenty do pomiaru emisji wulkanicznych, "kamera SO2 może dostarczać danych o wyższej rozdzielczości czasowej i przestrzennej, co może ułatwić nowe badania wulkanologiczne po zainstalowaniu na stałe" – wskazał Wilkes.

Wilkes i jego zespół zaprezentowali także dwa wstępne zestawy danych z chilijskiego stratowulkanu Lascar i Kilauea, wulkanu tarczowego na Hawajskiej Wielkiej Wyspie, gdzie ich kamera pracuje nieprzerwanie.

"Do tej pory tylko trzy wulkany miały zainstalowane stałe kamery SO2 – powiedział Wilkes. - Prowadzono oddzielne kampanie terenowe i chociaż mogą one być nieocenione w przypadku szeregu pytań badawczych, ważne jest, aby móc mierzyć aktywność wulkaniczną w sposób ciągły, ponieważ może ona znacznie zmieniać się od minut do dziesięcioleci, a nawet stuleci".

Naukowcy wskazali na pewne ograniczenia kamer SO2: "Są zależne od warunków meteorologicznych i działają najlepiej przy czystym, błękitnym niebie, kiedy pióropusz gazu wulkanicznego porusza się pod kątem 90 stopni w stosunku do obserwowanego kierunku kamery" — przyznał Wilkes. (PAP)

Autor: Paweł Wernicki

pmw/ zan/