يمكن أن تساعد صور الأقمار الصناعية في التنبؤ عندما تكون البراكين تحت الماء على وشك الانفجار
من المعروف أن توقع الانفجارات البركانية أمر صعب. يعود السبب في جزء كبير منه إلى أن البراكين فريدة من نوعها ، ولكل منها ميزاتها وشخصياتها الخاصة: فالدروس المستفادة من دراسة أحد البراكين قد لا تنطبق مباشرة على بركان آخر. لحسن الحظ ، يتحسن الباحثون في العثور على علامات تحذير يمكن تطبيقها على نطاق واسع. ومن أشهرها النشاط الزلزالي المتزايد ، وارتفاع درجات الحرارة ، وتوسيع برك الصهارة ، وإطلاق الغازات. يقدم البحث الجديد باستخدام صور الأقمار الصناعية الآن علامة تحذير جديدة للبراكين تحت الماء: تغيير في لون المحيط.
الفكرة بسيطة: من المعروف منذ فترة طويلة أنه مع استعداد البراكين تحت الماء للانفجار ، تؤثر الغازات والمركبات التي تطلقها على تكوين مياه البحر المحيطة. يبدو الماء الغني بالحديد مصفرًا أو بنيًا ، على سبيل المثال ، بينما يحول الألمنيوم والسيليكون الماء إلى اللون الأبيض. كان التحدي دائمًا في تطبيق هذه المعلومات بشكل منهجي لعمل تنبؤات مفيدة. إن قياس هذه التغييرات اللونية بدقة ليس بالأمر السهل.
يعمل يوجي ساكونو ، الأستاذ المساعد في جامعة هيروشيما ، على حل هذه المشكلة. كخبير في الاستشعار عن بعد ، فإن أداته الرئيسية في هذا المسعى هي بعثة مراقبة التغير العالمي التابعة لوكالة الفضاء اليابانية (JAXA) - المناخ (GCOM-C). يراقب GCOM-C المحيط كل 2-3 أيام بدقة 250 مترًا ، مما يمنح ساكونو بيانات موثوقة حول التغيرات في لون الماء بمرور الوقت.
من خلال دمج صور GCOM-C مع معلومات الثوران من هيماواري 8 (قمر صناعي ثابت بالنسبة للأرض) ، كان ساكونو قادرًا على ملاحظة التغييرات في لون مياه البحر قبل حوالي شهر من النشاط البركاني في جزيرة نيشينوشيما.
تُظهر هذه الصورة عينة من توزيع (Fe + Al) / Si كمؤشر للنشاط البركاني من 16 مايو إلى 25 يونيو حول جزيرة نيشينوشيما: (أ) 16-23 مايو 2020 ، (ب) 24-31 مايو ، 2020 ، (ج) 1-8 يونيو ، 2020 ، (د) 9-16 يونيو ، 2020 ، (هـ) 17-24 يونيو ، 2020 ، (و) 25 يونيو - 2 يوليو ، 2020. يتم تعيينه من خلال تطبيق المعادلة (( Fe + Al) / Si) = 45.4 (x) -13.3 إلى بيانات SGLI (الجيل الثاني من التصوير العالمي - أداة على متن GCOM-C). من هذا ، يمكن ملاحظة أنه خلال هذه الفترة ، ارتفع التوزيع في الجزء الشمالي الشرقي من الجزيرة ، ثم يتقدم اللون تدريجياً إلى منطقة البحر حول الجزيرة ، قبل أن يختفي. تقع جزيرة نيشينوشيما على بعد 1000 كيلومتر جنوب طوكيو باليابان. تم توفير البيانات الأصلية المستخدمة لهذا المنتج من قبل JASMES التابعة لـ JAXA (مراقبة JAXA للأقمار الصناعية للدراسات البيئية). الائتمان: JAXA / Yuji Sakuno.
تضمنت إحدى الإنجازات التي جعلت هذا الأمر ممكنًا إيجاد طريقة لقياس اللون بدقة ، على الرغم من الطريقة التي يمكن بها لأشعة الشمس أن تشوه وتلعب الحيل مع لون مائي ظاهر. بحث ساكونو في مجالات أخرى من البحث لإيجاد حل: العمل السابق المنجز على مياه الينابيع الساخنة وفّر الأدوات اللازمة لمواجهة تشوهات الشمس.
لدى ساكونو خطط كبيرة لهذه التقنية: 'في المستقبل' ، قال ، 'أود إنشاء نظام يمكنه التنبؤ بالانفجارات البركانية بدقة أعلى بالتعاون مع وكالة استكشاف الفضاء اليابانية (JAXA) ، ووكالة الأمن البحري ، التي ترصد البراكين البحرية ، والبحوث ذات الصلة. '
توضح هذه الصورة البيانات اللونية لمياه البحر التي تغير لونها في أربعة اتجاهات (الشمال والشرق والجنوب والغرب) حول جزيرة نيشينوشيما في عام 2020. وقد حققت الدراسة في خصائص لون المياه للتحقق مما إذا كانت البيانات التي حصلت عليها SGLI تلتقط بدقة الظروف الفعلية من مياه البحر التي تغير لونها. اكتشف تقلبات كبيرة في توزيع المواد الكيميائية في جزيرة نيشينوشيما ، المقدرة من بيانات SGLI ، حوالي شهر واحد حتى قبل أن يصبح البركان نشطًا. الائتمان: يوجي ساكونو.
يؤكد هذا البحث أيضًا على قيمة الأقمار الصناعية لرصد الأرض. تُستخدم الغالبية العظمى من المركبات الفضائية التي أُطلقت في المدار ليس لدراسة الكون ، بل يتم توجيهها للنظر إلى الأرض. تم تصميم بعثات الفضاء مثل GCOM-C لتحسين الحياة هنا في المنزل. سواء من خلال تمكين الاتصالات ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، أو مساعدتنا في فهم وتتبع تغير المناخ ، أو إبقائنا في مأمن من الأحداث الدرامية مثل الانفجارات البركانية ، فإن البنية التحتية الفضائية في العالم لها قيمة حقيقية للغاية بالنسبة لنا جميعًا نحن أبناء الأرض.
يتعلم أكثر:
' للتنبؤ بالانفجارات البركانية تحت الماء ، ينظر العالم إلى الصور من الفضاء . ' جامعة هيروشيما
ساكونو ، واي. ' تجربة تقدير التركيب الكيميائي المتعلق بنشاط البركان البحري باستخدام بيانات ألوان مياه البحر المشوهة التي تم الحصول عليها من GCOM-C SGLI. دراسة حالة لجزيرة نيشينوشيما ، اليابان ، في عام 2020 . 'ماء.
حقوق الصورة المميزة: NOAA / National Science Foundation: الحمم المنصهرة شديدة الحرارة من بركان West Mata الغواصة.
