火山爆發前會有跡象?我們可以依靠衛星的能力!

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紐西蘭懷特島火山爆發

2019 年 12 月 9 日,一團蒸汽和火山氣體從紐西蘭懷特島火山噴出,相對於其他火山的噴發,這次爆發的規模較小,但它還是奪走了 22 位民眾的生命以及造成25位民眾受傷,裡面有許多人經歷了嚴重的燒傷。

而科學家們利用高分辨率衛星數據和演算法,揭露火山釋放的氣體在噴發的前中後之間所有的微妙變化,研究人員在今年6 月18日《科學進展》的雜誌上報告說:「使用衛星觀察這種微小的變化可以大大改善火山監測能力並有助於察覺在火山噴發前的跡象。」

火山學家通常在地面上使用儀器來警告人們火山即將要爆發,首先他們會監測氣體的變化,如二氧化碳和二氧化硫,這些氣體在兩次爆炸間會悄悄從火山中滲出,但世界上只有大約 50 座火山是以這種方式來進行監測的,雖然衛星已被用於研究大型火山的羽狀噴發,但軌道飛行器卻還尚未用於探測出小火山所噴發的氣體。

且與 1980 年炸毀華盛頓聖海倫火山的大爆發相比,小規模的爆發更為頻繁,因此它對人類構成了更大的威脅。英國曼徹斯特大學的火山學家邁克伯頓說:「碰巧Sentinel-5 Precursor 衛星在 2019 年火山噴發後大約一個小時飛越了懷特島,並使用其對流層監測儀器收集了從火山噴出的氣體羽流反射光數據,因此我們意識到原來我們可以使用衛星來實際觀察一些火山的小爆炸現象。」

將演算法應用於衛星數據

火山學家邁克伯頓和他的同事將演算法應用於衛星數據,以計算羽流中氣體的向後軌跡,也就是在模擬倒轉火山噴發的現象,這種方法使研究人員能夠估計火山在噴發的前中後各時期所噴出的二氧化硫量 。

研究人員發現,在懷特島噴發前大約 40 分鐘,火山的二氧化硫排放量從每秒 10 公斤增加到每秒 45 公斤,而其他氣體的羽流也陸續開始上升。

伯頓說:「令人驚訝的是使用衛星竟然可以收集到關於這次小火山噴發的不少相關訊息,這是一個非常令人興奮的發現,因為我們現在也可以用這種測量方式來測量自太空的噴發現象。」

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或許能完美地預測爆炸

預測火山噴發需要綜合考慮多種因素,包括了衛星無法檢測到的變因,但監測其他排放氣體(如二氧化碳)再結合二氧化硫測量,可以知道新岩漿何時衝入火山的岩漿房,即使該衛星無法檢測到二氧化碳,我們還能利用其他的衛星獲取其他相關數據。

該研究團隊說:「我們不敢說可以完美地預測爆炸,但這絕對是關鍵的一步,它開闢了一個全新的領域。」

圖片來源:JENS BLUDAU/WIKIMEDIA COMMONS (CC BY-SA 4.0)

資料來源:Nikk Ogasa(2021,JUNE 18).A satellite’s view of a deadly 2019 eruption could improve volcano monitoring. Sciencenews

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