Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Lở đất do sự sụp đổ của các núi lửa không ổn định là một trong những mối nguy hiểm lớn của các vụ phun trào núi lửa. Theo các nhà khoa học, phương pháp phát hiện chuyển động lâu dài của những ngọn núi này bằng cách sử dụng ảnh vệ tinh có thể giúp xác định sự bất ổn trước đây từng bị bỏ qua ở một số núi lửa.
Lở đất do sự sụp đổ của các núi lửa không ổn định là một trong những mối nguy hiểm lớn của các vụ phun trào núi lửa. Theo các nhà khoa học Penn State, phương pháp phát hiện chuyển động lâu dài của những ngọn núi này bằng cách sử dụng ảnh vệ tinh có thể giúp xác định sự bất ổn trước đây từng bị bỏ qua tại một số núi lửa.
Judit Gonzalez-Santana, một nghiên cứu sinh tại Khoa Khoa học Địa chất, cho biết: “Bất cứ khi nào có một vụ phun trào núi lửa lớn, có khả năng là nếu sườn núi lửa không ổn định thì có thể bị sụp đổ”. “Để khám phá tốt hơn mối nguy hiểm này, chúng tôi đã áp dụng một phương pháp chuỗi thời gian ngày càng phổ biến và nhạy hơn để xem xét những chuyển động này, hoặc biến dạng bề mặt, trong khoảng thời gian dài hơn.”
Sử dụng kỹ thuật chuỗi thời gian, các nhà khoa học nhận thấy sự biến dạng bề mặt liên quan đến chuyển động của sườn đã xảy ra tại Pacaya, một ngọn núi lửa đang hoạt động ở Guatemala, từ năm 2011 đến năm 2013 khi núi lửa phần lớn im lặng và gia tăng dẫn đến một vụ phun trào vào năm 2014. Công việc trước Các nhà khoa học cho biết đã không xác định được chuyển động của sườn trong thời gian này.
Christelle Wauthier, phó giáo sư khoa học địa chất, cho biết: “Mọi người đã quan sát ngọn núi lửa đó bằng vệ tinh viễn thám nhưng không phát hiện ra chuyển động bên sườn lâu dài. Bởi vì sự thay đổi biến dạng bề mặt là khá nhỏ mỗi năm, nó có thể dễ dàng nằm dưới giới hạn phát hiện của các phương pháp thông thường, nhưng vẫn nằm trong giới hạn công việc của Judit sử dụng phương pháp tiếp cận chuỗi thời gian.”
Các nhà khoa học theo dõi sự biến dạng bề mặt bằng cách sử dụng vệ tinh radar đủ nhạy để phát hiện những thay đổi chỉ vài inch trên mặt đất. So sánh hai trong số những hình ảnh này bằng kỹ thuật Rađa khẩu độ tổng hợp giao thoa kế (InSAR) sẽ tạo ra một chương trình giao thoa, về cơ bản là một bản đồ chuyển động của bề mặt. Các nhà khoa học cho biết, chất lượng của kết quả InSAR giảm dần theo thời gian tách hai hình ảnh và có thể bị ảnh hưởng bởi những thay đổi nhỏ, như sự phát triển của thảm thực vật hoặc sự tích tụ tro bụi phun ra từ núi lửa.
Thay vào đó, nhóm nghiên cứu đã tiến hành phân tích chuỗi thời gian InSAR bằng cách sử dụng hàng trăm bức ảnh vệ tinh được chụp trong nhiều năm và xác định sự biến dạng bề mặt giữa chúng.
Gonzalez-Santana nói: “Chúng ta có thể sử dụng nhiều bản đồ chuyển động bề mặt ngắn hạn này để cung cấp cho bạn thông tin về sự dịch chuyển bề mặt trong một khoảng thời gian dài. “Sau đó, chúng ta có thể nhìn vào bản đồ biến dạng bề mặt và xem mỗi pixel đã di chuyển như thế nào kể từ ngày hình ảnh đầu tiên được thu thập, chẳng hạn.”
Các nhà khoa học cho biết kết quả được công bố trên Tạp chí Nghiên cứu Núi lửa và Địa nhiệt (Journal of Volcanology and Geothermal Research) cung cấp chi tiết rõ nét hơn về chuyển động của sườn núi lửa và có thể tiết lộ tốc độ leo thang xảy ra, như ở Pacaya trước khi phun trào vào năm 2014. Nhóm nghiên cứu đã chia sẻ kết quả với các quan chức ở Guatemala, những người đang theo dõi núi lửa.
Các nhà khoa học cho biết, phương pháp này cho thấy hứa hẹn trong việc xác định biến dạng, đặc biệt là ở những núi lửa thiếu mạng lưới giám sát thời gian thực đắt tiền và những núi lửa nằm trong các khu vực nhiệt đới có thảm thực vật dày gây ra vấn đề cho InSAR truyền thống.
Theo các nhà khoa học, sự bất ổn ở sườn thường được nghiên cứu tại các núi lửa dưới đáy đại dương, nơi một vụ sụp đổ có thể gây ra một trận sóng thần chết người. Nhưng sự sụp đổ cũng xảy ra trong đất liền, bao gồm nổi bật là ở Núi St. Helens vào năm 1980.
Pacaya bản thân đã trải qua một sự sụp đổ vào khoảng 1.000 năm trước đây, tạo ra một trận tuyết lở mảnh vỡ mà đi hơn 15 dặm, và để lại một vết sẹo nổi bật trên núi lửa. Các nhà khoa học cho biết những vụ phun trào sau đó đã khiến núi lửa hoạt động trở lại và một ngày nào đó nó có thể lại sụp đổ.
Hơn 10.000 người sống trong vòng khoảng ba dặm của núi lửa. Nếu chúng ta đi vào xem xét các trận tuyết lở cuối cùng đi du lịch 15 dặm, bất cứ ai sống ở các thung lũng xung quanh ngọn núi lửa có thể gặp nguy hiểm.
Khoản tài trợ Bề mặt và Lõi Trái đất của NASA, khoản tài trợ cho Nhà điều tra Tương lai trong Khoa học và Công nghệ Trái đất và Không gian của NASA, và khoản cấp hạt giống của Viện Khoa học Dữ liệu và Tính toán đã tài trợ cho nghiên cứu này.
Nguồn truyện:
Tài liệu do Penn State cung cấp . Bản gốc do Matthew Carroll viết. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.
Tham khảo Tạp chí :