Tulivuoret ovat sokeuttaneet ihmisiä vuosituhansien ajan, jättäen kokonaiset kaupungit heidän tuhoisten purkaustensa päähän. Mutta verrattuna muihin luonnonmullistusten muotoihin, tulivuoret todella tarjoavat erilaisia hiljaisia vihjeitä, jotka johtavat tuhoon. Nyt tulivuoriseurantajärjestelmien uuden kehityksen ansiosta tutkijat voivat nuuskata, ennustaa ja suunnitella purkauksia tarkemmin kuin koskaan ennen.
Asiaan liittyvä sisältö
- Kuinka maanjäristykset ja tulivuoret paljastavat planeetan sykkivän sydämen
"Pystymme nyt asettamaan tulivuorille todella tarkkoja instrumentteja valvomaan päästökaasutyyppejä, ja se antaa meille vihjeen siitä, missä magma on järjestelmässä", kertoo Cambridgen yliopiston vulkanologi Marie Edmonds. on työskennellyt savuttavien tulivuorten keskuudessa noin 15 vuotta. "Voimme nähdä purkautumiseen liittyvien tietojen kehityssuuntauksia, jotka ovat vasta alkamassa."
Edmonds on osa kansainvälistä ryhmää nimeltään Deep Carbon Observatory, joka pyrkii sijoittamaan äskettäin kehitetyt kaasun anturit 15: lle maan 150 aktiivisimmasta tulivuoresta vuoteen 2019 mennessä parantaakseen niiden kykyä ennustaa erityyppisiä purkauksia maailmanlaajuisesti. Viime viikolla Deep Carbon Observatory julkaisi interaktiivisen visualisoinnin, jota tukee osittain Smithsonian instituution globaali vulkanismi-ohjelma, jonka avulla yleisö voi seurata historiallisen vulkaanisen datan visualisointeja ajan myötä.
Visualisoinnin avulla katsojat voivat myös seurata uusia sensoreita käytettäessä. Nämä anturit mittaavat jatkuvasti tulivuorista ulosvirtaavia hiilidioksidia, rikkidioksidia ja vesihöyryä. Ne sijoitetaan suuriin laatikoihin ja haudataan maan alle antennien ollessa pinnalla. Viime vuosina elektroniikan kehitys on tehnyt niistä tarkempia ja edullisempia, jolloin tutkijat voivat käyttää niitä yleisemmin ympäri maailmaa.
Näiden anturien sijoittaminen aktiivisten tulivuorten päälle ei kuitenkaan ole vaaraa. Tutkijoiden on käytettävä heijastavia pukuja suojaamaan ihoa liialliselta kuumuudelta ja kaasunaamarit keuhkojen suojaamiseksi syövyttävien kaasujen särkymiseltä - joskus vaeltaessaan pitkiä matkoja syrjäisten alueiden läpi päästäksesi alueelle. Mutta Edmond sanoo, että potentiaalinen hyvä työ, jota tällainen työ voi tehdä riskiryhmille, tekee työn vaarallisemmista osista kannattavan.
"On loistavaa tietää, että teet jotain todella auttaaksemme ihmisiä", Edmonds sanoo. "Mietit mitä teet, koska se on joskus vaarallista, mutta minä todella nautin siitä."
New Mexico -yliopiston vulkanologi Tobias Fischer harrastaa voimakkaasti kaasua poistavan Gareloi-tulivuoren jyrkkää kraatteriseinää Länsi-Aleutin saarilla kerätäkseen tulivuoren kaasunäytteen. (Taryn Lopez, Alaska University Fairbanks) Kuluneen kuukauden aikana Edmond-ryhmän tutkijat kiinnittivät yhden anturinsa droneon ja mittasivat lyhyen ajanjakson päässä Papau-Uusi-Guinean etävesisäiliöstä aiheutuvia päästöjä osoittaen toisen äskettäin kehitetyn tekniikan, jota käytetään keräämään kuvia vulkaanisesta toiminnasta. Kun nämä otokset kerätään monen tyyppisiltä tulivuorilta, ne auttavat tutkijoita ymmärtämään paremmin purkautumiseen johtavien toimintojen monimutkaisuutta. (Mitä droonit eivät voi tehdä, on kuitenkin tehdä pitkäaikaisia mittauksia.)
Kaasuanturit auttavat ennustamaan purkauksia, koska magman noustessa ylöspäin aiheutuva paineen vapautuminen katkaisee magmassa liukenevat kaasut. Hiilidioksidi sammuu suhteellisen varhain, ja kun magma liukuu ylöspäin, rikkidioksidi alkaa huuhtoutua ulos. Tutkijat käyttävät näiden kahden kaasun välistä suhdetta määrittääkseen, kuinka lähellä magma on pääsemässä maan pinnalle ja kuinka välitön purkaus voi olla.
Magman noustessa se työntyy myös kivin läpi kuoressa ja aiheuttaa pieniä maanjäristyksiä, joita ihmiset eivät yleensä tunne yllä, mutta jotka voidaan havaita herkillä seismisillä laitteilla. Edmondsin joukkue parittaa usein kaasuantureita seismisillä asemilla ja käyttää tietoja samanaikaisesti vulkaanien tutkimiseen
Kalifornian Santa Barbaran yliopiston tutkija Robin Matoza, joka ei ole mukana Edmondin tutkimuksessa, on yhtä mieltä siitä, että viime vuosien teknologinen kehitys on parantanut dramaattisesti tutkijoiden kykyä ymmärtää tulivuorien sisäistä toimintaa ja purkauksiin johtavaa käyttäytymistä. Paikoissa, joissa hänen joukkueellaan oli kerran vain muutama seisminen asema, he ovat nyt voineet asentaa 10 tai enemmän, koska tekniikka on pienempi ja lisääntyvä kohtuuhintaisuus. Mahdollisuus laskea kerättyjä tietoja on myös parantunut viime vuosina, Matoza sanoo.
"Nyt pystymme helposti tallentamaan vuosien arvoisen seismisen tiedon vain pienelle muistitikulle", sanoo Matoza, joka tutkii tulivuorien vapauttamia seismisiä signaaleja ennen purkauksia. "Joten voimme helposti kysyä sitä suurta tietoa ja oppia lisää siihen sisältyvistä prosesseista."
Marie Edmond -ryhmän tutkijat valmistautuvat laskemaan drononsa lennon jälkeen Ulawunin tulivuoren kaasuputken läpi Papau-Uusi-Guineassa. Lennon aikana dronoon asennetut instrumentit mittasivat kaasusuhdetta kaasuputkessa. (Kila Mulina, Rabaulin tulivuoren observatorio, Papua-Uusi-Guinea) Täydentääkseen kaasu- ja seismisiä tietoja laajemmassa mittakaavassa tutkijat käyttävät satelliitteja tutkiakseen purkauksia ylhäältä. Anchoragessa ja Fairbanksissa sijaitsevan Alaskan tulivuoren seurantakeskuksen tulivuorenologit keräävät säännöllisesti tätä kaasu-, seismis- ja satelliittitietoja seuraamalla noin 25 tulivuoria valtiossa ja tarjoamaan varhaisia varoituksia asukkaille.
Esimerkiksi he julkaisivat joukon varoituksia kuukausina, jotka johtivat Redboutin vuoren 2009 purkautumiseen, noin 110 mailia (180 km) lounaaseen Anchoragesta. He tekevät myös tiivistä yhteistyötä liittovaltion ilmailuhallinnon kanssa avustaakseen ilmailun vaaroja purkausten aikana.
Ajan myötä tutkijat ovat yhtä mieltä siitä, että satelliiteista tulee entistä hyödyllisempiä tiedonkeruussa suurten alueiden yli. Mutta tällä hetkellä satelliitit ovat vähemmän tarkkoja ja eivät ole yhtä luotettavia kuin muut työkalut, osittain siksi, että ne eivät kerää tietoja yhtä nopeasti ja eivät toimi hyvin pilvisellä säällä.
"Sinulla voi olla satelliittipäästö tulivuoren yli ja pilvet voivat hämärtää sitä", sanoo Alaskan tulivuoren observatorion vulkanologi Matt Haney. "Uskon tulevaisuudessa tulevan markkinoille uusia satelliitteja, jotka ovat vielä tehokkaampia."
Tämän työn haasteista huolimatta Edmondsin mukaan voi olla helpompaa ennustaa tulivuorenpurkauksia kuin joitain muita vaaroja, koska purkautumista edeltävät varoitusmerkit ovat verrattuna tiettyihin maanjäristyksiin ja muihin äkillisiin katastrofeihin. Ja vaikka tutkijat eivät ehkä pysty ennustamaan tarkkaan päivään tai tuntiin, että purkaus tapahtuu vielä, nopeasti kehittyvä tekniikka vie heitä tähän suuntaan.
"Mitä enemmän instrumentteja ja antureita vain on työkalupakkiimme", Edmonds sanoo. "Olemme askeleen lähempänä."
