Bilim İnsanları Daha İyi Volkanik Püskürme Tahminine Doğru İlerliyor

Zehirli gazlar ve kül Vezüv Yanardağı MS 79’da tahminen 2.000 Pompeili’yi boğmak sadece birkaç dakika sürdü. Pelée Dağı 1902’de Karayipler’deki Martinik adasında yaklaşık 30.000 kişinin hayatına mal oldu. Bu yıkıcı patlamalar bugün gerçekleşmiş olsaydı, bilim adamları hayat kurtarmak için onları zamanında tahmin edebilir miydi?

Volkanologlar bu cephede kesinlikle bazı ilerlemeler kaydettiler. Popocatepetl veya El Popo’dan başka bir yere bakmayın. Mexico City’nin eteklerinde yer alan bu, dünyanın en büyük aktif yanardağlarından biridir ve en yoğun şekilde izlenen yanardağlardan biridir. El Popo’yu takip etmek için kullanılan ekipman, 10 sismik istasyonu içerir; beş video kamera; patlamaların gücünü değerlendirmek için iki sonik sensör; yağış ve külü ölçmek için üç hidrometeorolojik istasyon; bir patlama öncesinde volkanın fiziksel olarak nasıl deforme olduğunu değerlendirmek için beş sensör; ve bir termal görüntüleme kamerası.

Meksika Ulusal Afet Önleme Merkezi araştırma direktörü Carlos Antonio Gutiérrez, bu cihazların topladığı tüm verileri telefonundan izleyebiliyor. Ne zaman Popocatepetl duman, kül ve erimiş kaya püskürdü Mayıs ayında Gutiérrez ve meslektaşları tehdit seviyesini yükseltti ve yerel yetkililere gerçek zamanlı güncellemeler verdi. Volkanın gölgesinde yirmi iki milyon insan yaşıyor ve kül yağışları ve püskürmeleri insanları öldürecek kadar tehlikeli. okulları iptal et Ve havaalanlarını kapatmak. Bir kül yağışı veya püskürmesinin olacağını bilmek hayati önem taşıyor ve Gutiérrez’in çalışması, insanların depremlere veya boğucu kül bulutlarına hazırlanmasına yardımcı oluyor.

1993’te El Popo’da bir sensör vardı. Tahmin neredeyse yoktu. Önünde volkanik aktivite arttığında 1994 patlaması Gutiérrez, Popocatepetl’in mevcut davranış modelinin başlangıcına işaret eden bu durumun, civardaki sakinlerin “Pompeii gibi olacağına” ikna olduğunu söylüyor. Yanardağa hızla daha fazla sensör yerleştirdi, bu da kendisinin ve ekibinin yanlış bilgileri ortadan kaldırmasına ve bugün kullandıkları uyarı sistemini geliştirmesine yardımcı oldu.

Son birkaç on yılda, teknolojik gelişmeler ve gözetimin daha fazla volkanı kapsayacak şekilde genişletilmesi, 500 milyondan fazla insan birinin maruz kalma aralığında yaşayanlar. Bilim adamları verilerde yüzüyor; tahminlerini hızlandırmak için bu bilgilerle ne yapacaklarını bulmaları yeterli. Günümüzün en doğru patlama tahmin sistemleri, uyarıları günler veya haftalar yerine saatler cinsinden veriyor. Ancak pek çok yanardağ, bilim adamlarının çoğu zaman sistemlerin uyarılarından önce bir şeyin yakında olduğunu tahmin etmesine yetecek kadar erken davranışsal ipuçları sergiliyor – kesin patlama anı belirsiz olsa bile. Araştırmacılar, bu uyarıların eninde sonunda yalnızca birkaç saatlik bildirimin ötesine geçeceği konusunda iyimser.

Bu gelişmeler hayati önem taşıyor. Volkanik faaliyetler dünya çapında yaşamları ve toplulukları tehdit etmeye devam ediyor.

“Yanlış anlarsanız, risk oldukça yüksektir” diyor Tamsin Mather, bir volkanolog ve Oxford Üniversitesi’nde bir profesör. “Onlara tahliye etmelerini söylerseniz ve sonra hiçbir şey olmazsa, bir dahaki sefere birisi ‘Gerçekten hemen şimdi tahliye etmeniz gerekiyor’ dediğinde nüfus anlaşılır bir şekilde etkilenmeyecektir.”

US Geological Survey sismologu, volkanik aktiviteyi tespit etmek için mevcut teknolojinin 1990’larda mevcut olandan “ışık yılı” ileride olmasına rağmen, hala birçok bilinmeyen olduğunu söylüyor. Seth Moran. Durumu, teşhis koyan bir doktorla karşılaştırıyor: Sıcaklık, nabız ve kan basıncı, bir hastanın vücudunda olup bitenlerin tüm belirtileridir, ancak bazen doktorlar, içeriye bakmak ve gerçekte ne olduğunu öğrenmek için biyopsi isterler. Moran, “Volkanlarla bunu yapamayız” diyor. “Aşağı inip yüzeyin beş mil altındaki magmayı örnekleyemezsiniz.”

Bilim adamları magmaya dayanabilecek bir sonda geliştirene kadar cızırtılı yaklaşık 1.500 Fahrenheit derecede, daha kesin uzun vadeli patlama tahminlerinin gerçekleşmesi pek olası değildir. USGS’nin Hawai Volkan Gözlemevi’nden sorumlu bilim adamı Ken Hon, şimdilik volkanologların ve sismologların uyanık kalması gerektiğini söylüyor.

Hon, “Gecenin bir yarısında bile gerçekten oyunumuza devam etmeliyiz,” diyor. “Bu kolay değil. Tahminde hâlâ çok fazla insan sezgisi var.”

Gaz veya magma ana menfezinden atmosfere veya yüzeye çıktığında bir yanardağ patlar. Magma bu patlamaları yönlendirir. Hareketi gaz emisyonlarını katalize edebilir, depremleri teşvik edebilir ve volkanın dışını deforme edebilir. Bu belirtilere ek olarak düşük frekanslı sesler insan işitme eşiklerinin altındaki değerler, bilim adamlarının volkanik aktivite ve patlamaları tahmin etmek için kullandıkları ana göstergelerdir.

Volkanların etrafına konuşlandırılmış birkaç araç, bu anlatı işaretlerini ölçer. Cihazlar, biraz kahve kutusu gibi görünen ve yükselen lavlara işaret edecek herhangi bir yer sarsıntısını izleyen sismometreler içeriyor. Diğerleri benziyor Home Depot plastik bidonları bilgisayarlar ve araba aküleri içeren; bunlar sismometre okumalarını kaydeder ve bilim adamlarını uzaktan haberdar eder. Daha yeni teknolojiler, sismik enerjiyi yani dünyanın nasıl hareket ettiğini tek bir boyuttan ziyade üç boyutta yakalar.

Her şeyden önce, bu enstrümanlar sağlam olmalıdır. “Zorlayıcı çünkü tüm bu çok hassas elektronikleri çok zorlu bir ortama koyuyorsunuz. Hava rüzgârlı; Hava yağışlı; genellikle havada bir çeşit asit gazı bulunur” diyor. Diana RomanWashington, DC’deki Carnegie Bilim Enstitüsü’nde bir volkanolog olan “Bunları uzun süre dayanacak şekilde nasıl inşa edeceğimizi yıllar içinde öğrendik.”

Böylesine bir alet bolluğuyla, bilim adamlarının bir tür uyarısı olmadan bir yanardağ nadiren patlar. İster sismik aktivite ister bir karbondioksit fışkırması olsun, çoğu volkan, bilim adamlarının bir patlamadan önceki saatlerde oldukça doğru tahminler yapmak için kullandıkları uyarı işaretleri yayar. Uzmanlar, bu ilerlemelerin eski Pompei’lileri felaketten kurtarmış olabileceğine dair spekülasyon yapmanın cazip geldiğini söylüyor, ancak tüm volkanlar ipucu vermiyor. Bazıları herhangi bir uyarı vermeden patlar.

Bilim adamları, başlangıçta bir patlamayı neyin tetiklediğini veya bir yanardağın huzursuzluktan “aslında yerden bir şeyler fırlatmaya” geçmesine neyin neden olduğunu tam olarak anlamadıklarını söylüyor. Erik Klemetti, Denison Üniversitesi’nde yer bilimleri doçenti. Magmanın havuzda toplanmaya ve ardından yükselmeye neyin başladığını bilmek, bilim adamlarının daha iyi, daha güncel tahminler oluşturmasına yardımcı olacaktır.

Bilinmeyenlerin bir kısmı, var olan birçok volkan türü etrafında dönüyor. Bir volkanın açık bir havalandırması yoksa, bilim adamları volkanik aktiviteyi gaz emisyonları yoluyla değerlendiremezler. Bazı volkanlar, patlamadan hemen önce şişirilmiş bir balon gibi şişer; bu, uydularla kolayca yakalanan bir yer kaymasıdır. diğerleri gibi Kilauea Hawaii’deki Büyük Ada’da, yalnızca milimetre (bir inçin yirmi beşte biri) kadar şişkin.

“Muazzam bir ilerleme kaydettik ve uydular bize gerçekten yardımcı oluyor. Ama hâlâ derinden gelen mesajları yorumluyoruz,” diyor Mather. “Resmin tamamını göremiyoruz.”

Ayrıca, volkanlar titizdir. Sadece davranışı değiştirmezler; davranış kalıplarını da değiştirirler. USGS Hawaiian Volcano Observatory personeline Big Island yetkililerini bilgilendirmek için bolca zaman tanıyan Kilauea’nın 2018 patlamasından günlerce önce depremler yaşandı. Ancak Haziran başında Kilauea patlak verdiğinde, Hon’un ekibinin yalnızca bir saat önceden haberi vardı.*

Hon, “Volkanlarımızın patlamadan hemen öncesine kadar bize sinyal göndermediği gerçeğini değiştirmeyeceğiz” diyor. “Canavarın doğası bu, değil mi? Orada öylece duruyor ve sonra çarpıyor. Bu yüzden, bunu üstlenmek ve doğru bir şekilde belirlemek için bu tür bir zaman ölçeğine hazır olmalıyız.

Bazı ilerleme işaretleri var. İtalyan bilim adamları otomatik bir uyarı sistemi geliştirdiler. başarıyla tahmin 2008’den başlayarak yaklaşık on yıllık bir süre içinde Etna Dağı’ndaki 59 patlamadan 57’si (gerçi zamanın yaklaşık bir saat ilerisinde). beş volkan yıllar önceden behemotların altındaki ısı imzalarını analiz ederek.

Yanardağ patlaması tahminleri için bir sonraki engel, bir patlamanın gücünü belirlemektir. Moran, mevcut verilerdeki artışın bu gizemi çözmeye yardımcı olacağını ve yerel topluluklar için daha yararlı tahminlere yol açacağını düşündüğünü söylüyor.

Moran, “Makaleler yazıp iyi olarak adlandırmak bizim için yeterli değil” diyor. “Toplulukların içinde olmalı, haberi yaymalı ve sahip olduğumuz bilgilerin anlaşılır olduğundan ve bilmesi gerekenler tarafından anlaşıldığından emin olmalıyız.”

*Editörün Notu (7/12/23): Bu paragraf, günlerce süren depremlerden önce gelen Kilauea patlamasının açıklamasını düzeltmek için gönderildikten sonra düzenlendi.