Вулканологи из Манчестера разработали метод и камеру, которые могут помочь уменьшить опасности, риски для здоровья и воздействие пепловых шлейфов во время извержения вулкана.
Пепел иногда рассматривается как второстепенная опасность в вулканах по сравнению с более визуальными опасностями, такими как потоки лавы и пирокластики. Однако пепел может оказать серьезное влияние на жизнь людей и инфраструктуру, например, извержение исландского вулкана Эйяфьятлайокудль в 2010 году, которое остановило международную авиацию по всей Европе.
В этом исследовании, которое публикуется в Scientific Reports, используется камера нового типа, разработанная в Манчестерском университете, для измерения потока и скорости пепла, выпадающего из вулканического шлейфа.
Исследователи измеряют, как частицы пепла взаимодействуют с солнечным светом и, в частности, как они изменяют поляризацию солнечного света, аналогично тому, как работают поляризованные солнцезащитные очки. Это было бы невозможно без разработки новой «AshCam», которая является первой камерой такого рода в мире.
Во время извержения вулкана сильное падение пепла может привести к обрушению здания, что может привести к травмам или гибели тех, кто находится внутри. Кроме того, воздействие пепла может вызвать раздражение носа, горла и глаз, а также усугубить ранее существовавшие заболевания, такие как астма.
Но пепел также представляет серьезную опасность для другой жизненно важной человеческой инфраструктуры, включая электрические, водные и транспортные сети, особенно для авиаперевозок - например, во время извержения в Исландии в 2010 году.
Кафедра вулканологии Манчестерского университета, профессор Майк Бертон, сказал: «Вулканический пепел является основным продуктом взрывного извержения вулкана, который обычно представляет угрозу для здоровья человека и инфраструктуры.
"Извержение в Исландии в 2010 году показало всему миру, что извержения вулканов, богатых пеплом, могут оказать серьезное влияние на мировую экономику из-за закрытия воздушного пространства, предназначенного для минимизации риска отказа реактивных двигателей из-за засорения пеплом".
Команда посетила лавовый купол Сантьягуито, часть вулкана Санта-Мария в Гватемале, и замерила серию взрывов с помощью камеры. Сантьягуито производит несколько таких взрывов каждый день, примерно один каждые два часа, что делает его идеальным местом для тестирования нового оборудования, методов и исследовательских моделей.
Профессор Бертон добавил: «Модели рассеивания пепла являются ключом к прогнозированию концентрации пепла во время извержения, что в конечном итоге определяет, какое воздушное пространство закрыто. Наше исследование помогает измерить динамику выпадения пепла во время извержения. Это дает нам новое понимание динамики вулканического пепла, обеспечивая важный шаг к улучшению моделей рассеивания пепла».
В предыдущих исследованиях использовались наземные УФ-камеры для наблюдения за вулканическим пеплом или измерения частиц черного углерода в выбросах судов. Однако эти методы не позволяли отличить пепел от других частиц в шлейфе, что затрудняло измерение потока пепла.
Вот чем отличается «AshCam». Он состоит из коммерческих камер, уже доступных на рынке, которые были адаптированы со специальными фильтрами, которые могут легче идентифицировать пепел с помощью солнечного света.
Исследователь с докторской степенью Бенджамин Эссе из Манчестерской школы наук о Земле и окружающей среде объясняет: «AshCam мала, легка и относительно дешева, что делает ее идеальной для использования в вулканических средах, где более крупное и дорогое оборудование не может быть использовано. развернуто.
Это захватывающая разработка, поскольку она предлагает вулканологам инструмент, который позволяет им легко измерять динамику пепловых шлейфов, используя только солнечный свет. Результаты этих измерений могут быть использованы для информирования моделей рассеивания пепла, потенциально повышая их точность. и эффективность снижения рисков, связанных с выбросами пепла».