Connect with us

Hi, what are you looking for?

Наука и технологии

Ученые анализируют вулканические газы с помощью сверхлегких сенсорных систем

Ученые анализируют вулканические газы с помощью сверхлегких сенсорных систем
Ученые анализируют вулканические газы с помощью сверхлегких сенсорных систем

Основными газами, выделяемыми вулканами, являются водяной пар, двуокись углерода и двуокись серы. Анализ этих газов — один из лучших способов получения информации о вулканических системах и происходящих магматических процессах. Соотношение уровней двуокиси углерода и двуокиси серы может даже выявить вероятность надвигающегося извержения. Дроны используются для доставки необходимых аналитических систем к месту проведения работ. Однако из-за их размера транспортировка дронов к местам их эксплуатации на сегодняшний день требует значительных затрат.

Группа под руководством профессора Торстена Хоффманна из Университета имени Иоганна Гутенберга в Майнце (JGU) недавно оценивала потенциал использования небольшого портативного дрона-наблюдателя в отдаленных регионах. Эту очень компактную беспилотную систему можно даже доставить пешком в труднодоступные места. Кроме того, она требует лишь минимальной летной и административной подготовки для работы в качестве платформы для наблюдения за воздушным пространством.

Извержения можно предсказать на основе вулканической дегазации.

Газовые выбросы вулканов в основном состоят из водяного пара , двуокиси углерода и двуокиси серы. Выбросы отработанных газовявляются одними из немногих химических сигналов, свидетельствующих о процессах, происходящих в магматических системах, расположенных глубоко под поверхностью и, таким образом, недоступных другим способом. В течение некоторого времени исследователи предполагали, что анализ таких выбросов летучих веществ может сыграть центральную роль в улучшении прогнозов вулканических извержений. Особенно многообещающим параметром, когда речь идет о наблюдении за изменениями вулканической активности, является отношение концентрации углекислого газа к двуокиси серы в выбрасываемых газах. На самом деле изменения этого соотношения наблюдались непосредственно перед извержениями нескольких вулканов, среди которых была и Этна.

К сожалению, практическая сторона составления непрерывных временных рядов состава газов представляет собой серьезную проблему. Прямой ручной отбор проб путем восхождения на вулкан трудоемок и требует много времени, не говоря уже о потенциальных опасностях в случае внезапного извержения. С другой стороны, стационарное оборудование мониторинга часто не регистрирует репрезентативные данные о составе газа, в основном из-за изменения направления ветра.

Измерительные дроны могут решить эти проблемы и уже используются для измерения химических характеристик вулканических газов. В частности, риск для вулканологов подвергнуться опасности из-за внезапных изменений вулканической активности значительно снижается за счет больших расстояний. Более того, дроны позволяют добраться до источников выбросов, доступ к которым в противном случае затруднен или даже невозможен, таких как фумаролы на крутой, скользкой местности или более старые части шлейфа, которые обычно расположены в подветренных районах и на больших высотах.

До сих пор для наблюдения за вулканами использовались только дроны большего размера, и, конечно же, это оказалось проблематичным ввиду удаленности регионов, в которых находится большинство вулканов. «Именно по этой причине небольшие, легко транспортируемые беспилотники являются важным условием, если мы хотим добраться до изолированных или труднодоступных вулканических участков и должным образом отслеживать активность там», — сказал Никлас Карбах, ведущий автор соответствующей статьи. недавно была опубликована в Scientific Reports.

Небольшая беспилотная система, которую можно носить в рюкзаке

В сотрудничестве с вулканологом доктором Николь Бобровски из Гейдельбергского университета и Национального института геофизики и вулканологии (INGV) в Катании исследовательская группа из Майнца испытывает крошечный коммерческий беспилотник весом менее 900 граммов, оснащенный миниатюрными и легкими датчиками. Эту комбинацию, которая весит не больше бутылки минеральной воды, можно было легко транспортировать на место происшествия в рюкзаке. Но важен не только вес дрона.

«Нам необходимо получать данные об уровне диоксида серы в режиме реального времени , поскольку это позволяет нам знать, когда мы на самом деле находимся в контакте с вулканическим шлейфом, который легко перемещается со временем в ответ на атмосферные факторы. Локализация шлейфа только с помощью визуальных средств с расстояния в несколько километров практически невозможно», — добавил профессор Хоффманн, руководитель группы JGU.

Теги: квадрокоптер, супервулкан

В тренде