Editörün Notu: Bu haftalık dizide, LiveScience teknolojinin bilimsel keşif ve keşfi nasıl teşvik ettiğini araştırıyor.
Volkanları izlemek zor bir konser. Neler olduğunu bilmek zorundasınız - ama çok yaklaşmak ölümcül bir teklif.
Neyse ki, teknoloji dünyanın dört bir yanındaki magma ve kül püsküren dağları takip etmeyi her zamankinden daha kolay hale getirdi. Bu teknolojinin çoğu, araştırmacıların volkanik aktiviteyi yakından takip ederken geri dönüşlerini (uzaydan volkanları bile izlemelerini) sağlar. Bu teknolojilerin bazıları, bulut-biçimli yanardağ zirvelerine bile nüfuz ederek araştırmacıların yaklaşmakta olan bir patlamaya veya tehlikeli lav kubbe çöküşüne işaret edebilecek zemin değişikliklerini "görmesine" izin verebilir.
İngiltere'deki Reading Üniversitesi Çevre Sistemleri Bilim Merkezi direktörü Geoff Wadge, "Neler olup bittiğini anlama yeteneğinizi en üst düzeye çıkarmak için birden fazla bilgi kaynağına sahip olmak istiyorsunuz" dedi.
Muhteşem bir iş
Volkanları izlemek eskiden yere bot almak meselesiydi. Şahsen saha çalışması bugün elbette hala gerçekleşiyor, ancak şimdi bilim adamlarının gün boyunca değişiklikleri izlemek için çok daha fazla aracı var.
Örneğin, araştırmacılar bir zamanlar volkanik gaz deliklerini toplamak, gazı yakalamak için bir şişe çıkarmak ve daha sonra kapalı şişeyi analiz için bir laboratuvara göndermek zorunda kaldılar. Bu teknik, çok sayıda volkanik gazın ölümcül olduğu düşünüldüğünde zaman alıcı ve tehlikeliydi. Şimdi, bilim adamları bu kirli işler için teknolojiye çok daha sık başvuruyorlar. Ultraviyole spektrometreler, örneğin, bir volkanik tüy tarafından emilen güneş ışığından gelen ultraviyole ışık miktarını ölçer. Bu ölçüm, araştırmacıların buluttaki kükürt dioksit miktarını belirlemelerini sağlar.
2004'ten beri Hawaii Volcano Gözlemevi'nde kullanılan bir başka araç da benzer şekilde çalışan ancak ultraviyole yerine kızılötesi ışık kullanan Fourier dönüşüm spektrometresidir. Gözlemevinin en yeni hilelerinden biri, ultraviyole spektrometrisini dijital fotoğrafçılıkla birleştirerek, sahada dakikada birkaç gaz ölçümü yapabilen kameralar kullanıyor. Tüm bu gaz bilgileri, araştırmacıların yanardağ altında ne kadar magmanın olduğunu ve magmanın ne yaptığını anlamalarına yardımcı olur.
Hareket ölçme
Diğer yüksek teknoloji teknikleri yanardağ tarafından tetiklenen yer hareketini izler. Bir volkanın etrafındaki zeminin deforme olması, depremler gibi yaklaşan bir patlamaya işaret edebilir. Hawai Yanardağı Gözlemevi'nde, devletin aktif volkanik bölgelerinde hareketi izleyen 60'tan fazla küresel konumlandırma sistemi (GPS) sensörü bulunmaktadır. Bu GPS sensörleri, aracınızın navigasyon sistemindeki veya telefonunuzdaki sensörlerden çok farklı değildir, ancak daha hassastırlar.
Tam olarak nasıl göründükleri olan tiltometreler, yerin volkanik bir alanda nasıl eğildiğini ölçüyor, başka bir şey, bir şeyin yerin altında karışabileceğini gösteriyor.
Gökyüzüne göz atmak, volkanik değişiklikleri izlemek için de kullanışlıdır. Uydu görüntüleri, yerdeki küçük yükseklik değişikliklerini bile ortaya çıkarabilir. İnterferometrik sentetik açıklık radarı (veya InSAR) adı verilen popüler bir teknik, farklı zamanlarda yörüngede aynı noktadan alınan iki veya daha fazla uydu görüntüsünü içerir. Uydunun radar sinyalinin uzaya geri dönme hızındaki değişiklikler, Dünya yüzeyindeki ince deformasyonları ortaya çıkarır. Bu verileri kullanarak, bilim adamları santimetreye kadar zemin değişikliklerini gösteren haritalar oluşturabilirler.
Wadge LiveScience'a, uydular sadece sık sık volkanların üzerinden geçiyor, ancak görüşlerini en iyi 10 günde bir sınırlıyor. Telafi etmek için, araştırmacılar şimdi hava durumunu izlemek için kullanılan radara benzer şekilde, volkanik aktiviteyi takip etmek için yere dayalı radar kullanıyorlar. Wadge ve meslektaşları, volkanik zirveleri sık sık örten bulutlara nüfuz etmek için sadece milimetre frekanslı dalgaları kullanan, tüm hava koşullarına uygun volkan topografyası hayal sensörü (ATVIS) adı verilen bir araç geliştirdiler. ATVIS ile, bilim adamları yanardağlarda lav kubbelerinin oluşumunu veya yavaş yavaş büyüyen şişlikleri "izleyebilir".
Wadge, "Lav kubbeleri çok tehlikelidir, çünkü bu oldukça viskoz lavları büyük bir yığın halinde dökerler ve sonunda çökerler. Bunu yaparken piroklastik akış üretir." Dedi.
Piroklastik akış, binlerce dakika içinde öldürebilen ölümcül, hızlı hareket eden bir sıcak kaya ve gaz nehiridir.
Wadge ve meslektaşları volkanik olarak aktif Batı Hint Adaları Montserrat adasında ATVIS'i test ediyorlar. 1995 yılından bu yana, adadaki Soufriere Hills yanardağı periyodik olarak patlıyor.
Wadge, radar ölçümlerinin erimiş lavların akışını uzaydan da takip edebileceğini söyledi. Uydu geçişleri sadece birkaç günde bir meydana gelebilse de, radar cihazları yerleri birkaç metreye (1 ila 2 metre) kadar tespit edebilir. Wadge, yavaş hareket eden bir lav akışının uzayından çekilen görüntüleri bir araya getirmek, akışın nasıl ilerlediğine dair "film tarzı" bir diziyi ortaya çıkarabilir.
En son teknoloji
Bilim adamları giderek daha fazla insanı zarardan uzak tutarken yanardağa yaklaşmak için insansız insansız hava araçlarına yöneliyorlar. Mart 2013'te NASA, Kosta Rika'nın Turrialba yanardağının tüylerine 10 uzaktan kumandalı insansız drone görevi uçtu. 5 kiloluk (2,2 kilogram) dronlar, hem görünür hem de kızılötesi ışık, kükürt dioksit sensörleri, partikül sensörleri ve hava örnekleme şişelerinde çekim yapan video kameralar taşıdı. Amaç, "vog" veya toksik volkanik duman gibi volkanik tehlikelerin bilgisayar tahminlerini iyileştirmek için tüylerden gelen verileri kullanmaktır.
Bazen, teknoloji kimsenin farkına varmayacak bir patlamayı bile yakalayabilir. Mayıs ayında Alaska'nın uzak Cleveland yanardağı zirveye çıktı. Volkan Aleutian Adaları'nda, o kadar uzak ki patlamalar için sismik ağ izlemesi yok. Ancak patlamalar hava yolculuğunu bozabilir, bu nedenle araştırmacıların ne zaman bir patlama meydana geldiğini bilmesi çok önemlidir. Yoğun Cleveland yanardağını izlemek için, Alaska Volcano Gözlemevi'ndeki bilim adamları, insan işitme aralığının altındaki düşük frekanslı gürlemeleri tespit etmek için infrasound kullanıyorlar. 4 Mayıs'ta bu teknik, bilim adamlarının huzursuz volkandan üç patlama tespit etmelerini sağladı.
Başka bir uzaktan yanardağ tespiti durumunda, Ağustos 2012'de Yeni Zelanda Kraliyet Donanması'ndaki bir gemi, Güney Pasifik'te 300 mil (482 km) uzunluğunda bir ponza adası bildirdi. Pomzanın kökeni bir sır olarak kalacaktı, ancak Denison Üniversitesi'nden volkanolog Erik Klemetti ve NASA görselleştiricisi Robert Simmon kaynak için hazırlandı. İki bilim adamı NASA'nın Terra ve Aqua uydularından aylarca uydu fotoğrafları aradı ve bir patlamanın ilk ipucunu buldular: kül-gri su ve Havre Seamount adlı bir sualtı yanardağındaki 19 Temmuz 2012'de volkanik bir tüy.
"Nereye bakacağınızı bilmeseydiniz, kaçırırdınız," dedi Klemetti LiveScience'a. Uydu görüntülerinin, diğer teknolojik gelişmelerle birlikte, volkanologların her zamankinden daha fazla patlamayı tespit etmelerini sağladığını söyledi.
Klemetti, "25 yıl önce geri dönün, bir patlamanın meydana geldiği hakkında hiçbir fikrimiz olmayacak kadar çok yer var." Dedi.
