飛入濃煙拍攝測量 盼能預測噴發時間 無人機升空 監控活火山

編譯/韋士塔 |2020.11.07
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科學家使用無人機監控火山活動。圖/美聯社
火山排放大量煙霧和溫室氣體,對環境造成嚴重衝擊。圖/法新社

編譯/韋士塔

地質學家推估,全球約有300座活火山,但監控這些火山以及測量火山氣體排放並不容易;研究人員正在設計特殊無人機,希望能在火山爆發前發出預警,拯救寶貴的生命與財產,並進一步了解火山氣體對全球碳循環的影響。

倫敦大學學院和新墨西哥大學的研究人員已開發一款無人機,在巴布亞紐幾內亞的活火山進行測試。這款無人機可觀察火山、預測噴發時機,並前往難以抵達的地區調查火山各項數據;此外,無人機也能在火山爆發後,立即追蹤熔岩流動路徑,並在第一時間把訊息傳送至相關單位,協助應變。

位於巴布亞紐幾內亞東北沿海一座島嶼上的瑪娜姆(Manam)火山,是該國最活躍的火山之一,最近一次噴發是在2004年;這座島上約有9千居民,一旦火山噴發,農作物和房屋都會被摧毀。

目前科學家有幾種方式預測火山爆發時間,最常見的是監視該地區的地震活動,依據過去的經驗,火山噴發前通常會出現地震;另外則是觀察岩漿在火山地下積聚時,火山傾斜的岩壁中凸起的部分。

另外,科學家也會在火山附近安裝監測儀器,以了解氣體的轉變;如果天氣晴朗,也可透過衛星即時探測和測量火山釋放的二氧化硫(SO2)等氣體。這些氣體排放量若出現大幅變化,可能預示著火山的活動正在加劇。

研究團隊由地球科學家和航太工程師組成,參與研究的倫敦大學學院火山學家劉艾瑪(Emma Liu)說:「我們尚未對瑪娜姆火山進行詳細的研究,但從衛星數據中可以看到,這座火山正產生強烈輻射。」

新墨西哥大學的地球化學家費雪(Tobias Fischer)則說:「我們還測出這個二氧化碳排放源的碳排放量。」他指出,儘管火山排放的二氧化碳僅占全球總排放量的一小部分,但研究人員仍然希望估算出確實數量,以便更精準制定應對氣候變化的策略。

由於瑪娜姆火山極為陡峭,導致收集相關數據的任務異常凶險,研究團隊決定以搭載氣體感測器、攝影機、光譜儀和其他設備的無人機執行任務。無人機能夠飛入濃煙中拍攝影像,並測量火山氣體排放。

無人機拍攝的影像顯示,瑪娜姆火山口南部的脫氣現象一度加劇,這個現象出現後1個月,這座火山就爆發了。

研究人員指出,火山排放物持續增加,可能是火山即將噴發的指標。為了讓預測更準確,他們還調查二氧化碳和二氧化硫等氣體,因為這些氣體的變化,有助探測火山噴發前岩漿上升的情況。

費雪指出:「無人機技術,讓我們能夠遠距進行空中作業,實地觀察及測量火山活動;這是目前唯一可行的方法。如果資金充足,就能為科學家提供設備和培訓課程,監控世界各地的火山活動。」

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