Predpovedanie sopečných erupcií patrí medzi najťažšie úlohy geológie. Sopky síce často vysielajú varovné signály, no presný moment výbuchu je veľmi ťažké určiť. Nová štúdia publikovaná v časopise Nature Communications teraz ukázala zaujímavý prístup. Vedci objavili drobný fyzikálny signál, ktorý sa objaví niekoľko hodín pred erupciou.
Výskumníci z francúzskeho Institut de Physique du Globe de Paris a nemeckého GFZ Helmholtz Centre for Geosciences vyvinuli metódu s názvom Jerk. Tá dokáže zachytiť extrémne jemné pohyby zeme spôsobené tým, že magma preniká cez horniny hlboko pod povrchom.
Odoberaj Vosveteit.sk cez Telegram a prihlás sa k odberu správ
Prekvapujúce je, že systém využíva len jeden širokopásmový seizmometer.
Spoľahlivý signál, ktorý minimalizuje počet falošných poplachov
Sopky pred erupciou často vysielajú viacero varovných signálov. Vedci sledujú zemetrasenia, deformácie povrchu aj zmeny v zložení sopečných plynov. Problém spočíva v tom, že tieto signály nie vždy znamenajú blížiacu sa erupciu.
Zdroj: Andrey VP / shutterstock.com a Mohammad Bash / shutterstock.com
Falošné poplachy môžu viesť k drahým evakuáciám a strate dôvery verejnosti. Práve preto sa vedci snažia nájsť spoľahlivejší indikátor.
Populárna spravodajská aplikácia pre iOS a Android dostala veľkú aktualizáciu. Pribudlo množstvo nových funkcií, ktoré musíš vyskúšať
Nová metóda sa zameriava na veľmi špecifický typ pohybu zeme. Keď magma začne prenikať do zemskej kôry, narazí na pevné horniny. Musí si doslova prebiť cestu cez skalu, pričom vznikajú drobné zlomy a praskliny. Tento proces vytvorí extrémne malé impulzy v pohybe pôdy. Vedci tieto impulzy nazvali „jerk“ signál.
Čo znamená „Jerk“ signál?
V klasickej fyzike poznáme rýchlosť a zrýchlenie. Jerk označuje zmenu samotného zrýchlenia, teda náhly trhavý pohyb.
Dobré prirovnanie ponúka jazda autom. Plynulé zrýchľovanie pôsobí hladko. Ak vodič prudko dupne na plyn alebo trhne volantom, vznikne náhle „trhnutie“.
Práve takéto mikroskopické trhnutia vznikajú, keď magma preráža cestu horninami.
Výhodou tejto metódy je schopnosť odfiltrovať bežný seizmický šum, napríklad vietor, oceánske vlny alebo dopravu. Vedci tak dokážu zachytiť čistý signál pohybu magmy.
Výskumníci desať rokov intenzívne monitorovali jednu z najaktívnejších sopiek sveta
Výskumníci otestovali systém na sopke Piton de la Fournaise na ostrove Réunion v Indickom oceáne. Tá patrí medzi najaktívnejšie sopky sveta a zároveň má veľmi kvalitné monitorovanie.
Vedci nainštalovali systém v roku 2014 ako súčasť monitorovacej platformy WebObs. Prvý alarm prišiel 20. júna 2014, presne 1 hodinu a 2 minúty pred erupciou.
Počas nasledujúcich desiatich rokov systém fungoval nepretržite. Medzi rokmi 2014 a 2023 zaznamenala sopka 24 erupcií.
Metóda Jerk dokázala správne predpovedať 92 percent z nich. Varovanie prišlo niekedy len niekoľko minút pred výbuchom, v iných prípadoch až 8,5 hodiny vopred.
„Originalita tejto metódy spočíva v tom, že sme ju testovali viac než desať rokov priamo v reálnom čase a úplne automaticky,“ vysvetlil vedec Philippe Jousset z GFZ.
Systém ešte nie je dokonalý, no aj tak ide o pokrok
Treba povedať, že systém počas testovania nebol úplne bez chýb. Približne 14 percent upozornení neviedlo k skutočnej erupcii.
Vedci však zistili, že tieto alarmy neboli náhodné chyby. Analýza ukázala, že magma sa vtedy skutočne pohybovala pod sopkou, len sa nedostala až na povrch.
Geológovia tieto situácie označujú ako „abortované erupcie“.
„Okrem predpovedí erupcií sa metóda Jerk ukázala ako veľmi spoľahlivý detektor magmatických intrúzií,“ dodal Jousset.
Jednou z najväčších výhod tejto metódy je jej jednoduchosť. Doteraz si kvalitné monitorovanie sopiek mohli dovoliť najmä bohaté krajiny. Moderné observatóriá používajú siete seizmometrov, GPS stanice, merania plynov aj satelitné snímky.
Metóda Jerk však potrebuje len jeden prístroj a automatické spracovanie dát. To otvára dvere k lacným varovným systémom pre regióny, kde dnes monitorovanie takmer neexistuje, napríklad v Indonézii, Afrike alebo v častiach Strednej Ameriky.
Jednoduchý systém by tak mohol v budúcnosti zachrániť tisíce životov.
Optické káble ako seizmické senzory
Vedci zároveň skúmajú ešte jednu technológiu, ktorá môže monitorovanie sopiek výrazne zmeniť. Projekt SAFAtor testuje metódu nazvanú Distributed Acoustic Sensing (DAS). Tá využíva bežné telekomunikačné optické káble uložené pod zemou.
Do optického vlákna sa vyšle laserový impulz. Keď sa zem nepatrne pohne, kábel sa minimálne natiahne a zmení odraz lasera. Tento rozdiel dokáže senzor zachytiť.
V praxi to znamená, že optický kábel sa zmení na tisíce mikrosenzorov rozložených po celej svojej dĺžke.
Takáto technológia by mohla v budúcnosti sledovať seizmické signály aj v oblastiach, kde už existuje telekomunikačná infraštruktúra.
Ak sa tieto systémy osvedčia na viacerých sopkách, vedci získajú úplne nový nástroj na sledovanie pohybu magmy hlboko pod zemou. Takéto informácie môžu poskytnúť dôležitý časový náskok pri ochrane ľudí žijúcich v blízkosti aktívnych sopiek.
Páčil sa vám článok? Sledujte nás na Facebooku