Вулканологи начинают использовать спутниковые измерения и математические методы для прогнозирования извержений и лучшего понимания того, как работают вулканы, показывает новая статья Frontiers in Earth Science.
По мере того, как магма перемещается и течет под поверхностью земли, земля над ней изгибается и дрожит. Современные спутниковые технологии, подобные GPS, теперь могут отслеживать эти движения, и ученые-геологи начинают расшифровывать, что это говорит о том, что происходит под землей, а также о том, что, вероятно, произойдет в будущем.
Мы первыми разработали стратегию, использующую ассимиляцию данных для успешного прогнозирования эволюции избыточного давления магмы под вулканом с использованием комбинированных наборов данных о деформации грунта, измеренных Глобальной навигационной спутниковой системой (более известной как GPS) и спутником. данные радара», - объясняет Мэри Грейс Бато, ведущий автор исследования и научный сотрудник Института наук Земли (ISterre) во Франции.
Бато и ее сотрудники одними из первых проверили, может ли ассимиляция данных, метод, используемый для включения новых измерений в динамическую модель, также применяться в исследованиях вулканов, чтобы понять такие спутниковые данные. Метеорологи уже давно используют аналогичный метод для интеграции атмосферных и океанических измерений с динамическими моделями, что позволяет им прогнозировать погоду. Исследователи климата также использовали тот же метод для оценки долгосрочной эволюции климата из-за выбросов углерода. Но вулканологи только начинают выяснять, можно ли использовать этот метод для прогнозирования извержений вулканов.
«Объем спутниковых и наземных геодезических данных (то есть данных GPS) в последнее время значительно увеличился», - говорит Бато. «Задача состоит в том, как эффективно использовать эти данные и как интегрировать их с моделями, чтобы иметь более глубокое понимание того, что происходит под вулканом и что вызывает извержение, чтобы мы могли делать точные прогнозы вулканической активности почти в реальном времени. беспорядки."
В своем последнем исследовании Бато и ее коллеги начали отвечать на эти вопросы, смоделировав один тип вулкана - те, которые извергаются с ограниченной «взрывной силой» из-за нарастания давления подстилающей магмы. Благодаря исследовательскому моделированию Бато смог правильно предсказать избыточное давление, которое вызывает теоретическое извержение вулкана, а также форму самого глубокого подземного резервуара магмы и скорость потока магмы в резервуар. Такие резервуары обычно находятся на много миль ниже поверхности, и поэтому их практически невозможно изучить существующими методами.
Геофизикам все еще необходимо усовершенствовать существующие модели вулканов, прежде чем их можно будет широко применять к реальным вулканам, но Бато и ее коллеги уже начинают тестировать свои методы на вулкане Гримсвётн в Исландии и вулкане Окмок на Аляске. Они считают, что их стратегия станет ключевым шагом к более точным прогнозам поведения вулканов.
«Мы предвидим будущее, в котором будут возможны ежедневные или даже ежечасные прогнозы вулканической активности - как и любой другой бюллетень погоды», - говорит Бато.
Это исследование является частью более широкой коллекции статей, посвященных оценке вулканической опасности.