火山は何千年もの間人間を盲目的にし、都市全体を壊滅的な噴火の気まぐれにした。 しかし、他の形態の自然災害と比較して、火山は実際に破壊に至るさまざまな静かな手がかりを提供します。 現在、火山監視システムの新しい開発により、科学者はこれまで以上に正確に噴火を探知、予測、計画することができます。
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「火山に非常に正確な機器を設置して、放出されるガスの種類を監視できるようになり、マグマがシステム内のどこにあるかを知る手がかりが得られました」とケンブリッジ大学の火山学者であるマリー・エドモンズは言います。約15年間、発煙火山の中で働いています。 「今まさに起きようとしている噴火に関するデータの傾向を見ることができます。」
エドモンズは、ディープカーボン天文台と呼ばれる国際的なグループの一部であり、2019年までに世界で最も活発な150の火山のうち15の火山に新しく開発されたガスセンサーを設置し、世界中のさまざまな種類の噴火を予測する能力を向上させるために取り組んでいます。 先週、Deep Carbon Observatoryはインタラクティブな視覚化をリリースしました。これは、スミソニアン協会のグローバル火山計画によって一部サポートされており、一般の人々が時間とともに変化する歴史的な火山データの視覚化を見ることができます。
また、視覚化により、視聴者は新しいセンサーが展開されたときに追跡できます。 これらのセンサーは、火山から発煙する二酸化炭素、二酸化硫黄、水蒸気を継続的に測定し、大きな箱の中に配置され、地表にアンテナを付けて地下に埋められます。 近年、エレクトロニクスの進歩により、より正確で手頃な価格になり、科学者が世界中でより広く使用できるようになりました。
しかし、これらのセンサーを活火山の上に配置することにはリスクが伴います。 研究者は、皮膚を過剰な熱から保護するために反射性のスーツを着用し、腐食性ガスで肺を保護するための防毒マスクを着用する必要があります。 しかし、エドモンドは、そのような仕事が危険にさらされている人々にできる潜在的な良いことが仕事のより危険な部分を価値があると言います。
「あなたが実際に人々を助けるために何かをしていることを知るのは素晴らしいことです」とエドモンズは言います。 「危険なことがあるので、自分がやっていることについて考えますが、本当に楽しんでいます。」
ニューメキシコ大学の火山学者トビアス・フィッシャーは、西アリューシャン列島の活発に脱気しているガレロイ火山の急な火口壁をハイキングして、火山ガスのサンプルを収集します。 （Taryn Lopez、アラスカ大学フェアバンクス校） 先月、エドモンズのチームの研究者は、ドローンにセンサーの1つを取り付けて、パパニューギニアの遠隔火山からの放出物を短時間で測定し、火山活動のスナップショットを収集するために使用された最近開発された別の手法を実証しました。 さまざまな種類の火山で収集されたこれらのスナップショットは、科学者が噴火に至るまでの活動の複雑さをよりよく理解するのに役立ちます。 （ただし、ドローンができないことは、長期にわたる測定です。）
ガスセンサーは、マグマが上昇すると、その結果として発生する圧力オーバーヘッドの解放がマグマ内に溶解したガスの栓を外すため、噴火の予測に役立ちます。 二酸化炭素は比較的早く噴出し、マグマのスリッターが高くなるにつれて、二酸化硫黄が発煙し始めます。 研究者は、これらの2つのガスの比率を使用して、マグマが地表にどれだけ接近しているか、および噴火がどれほど差し迫っているかを判断します。
マグマが上昇すると、地殻内の岩石も押し込み、通常は人間が感じることのない小さな地震を引き起こしますが、敏感な地震機器で検出できます。 エドモンズのチームは、多くの場合、ガスセンサーと地震観測所を組み合わせて、タンデムでデータを使用して火山を研究しています
カリフォルニア大学サンタバーバラ校の研究者であり、エドモンドの研究に関与していないロビン・マトザは、近年の技術の進歩により、研究者の火山の内部構造と噴火に至るまでの挙動を理解する能力が劇的に向上したことに同意します。 かつて彼のチームが数箇所の地震観測所しか持っていなかった場所では、技術の小型化と手頃な価格の向上により、10個以上を設置することができました。 収集されたデータを計算する機能も近年改善されました、とMatozaは言います。
「今では、小さなフラッシュドライブに数年分の地震データを簡単に保存できます」と、噴火前に火山から放出された地震信号を研究しているマトザは言います。 「だから、その大きなデータを簡単に照会し、それに含まれるプロセスについて詳しく知ることができます。」
マリー・エドモンドのチームの研究者は、パパニューギニアのウラウン火山のガス噴煙を飛行した後、ドローンを着陸させる準備をしています。 飛行中、ドローンに取り付けられた計器は、ガスプルーム内のガス比を測定しました。 （キラムリナ、パプアニューギニア、ラバウル火山展望台） 広範囲のガスおよび地震情報を補足するために、研究者は衛星を使用して上空からの噴火を研究しています。 アンカレッジとフェアバンクスのアラスカ火山天文台の火山学者は、このガス、地震、衛星データのスイートを定期的に収集し、州全体で約25の火山を監視し、住民に早期警告を提供します。
たとえば、アンカレッジの南西約110マイル（180 km）の2009年のレッドアウト山の噴火までの数か月に、一連の警告を発表しました。 彼らはまた、連邦航空局と密接に連携して、噴火中の航空災害の検出を支援しています。
時間が経つにつれて、研究者たちは、衛星が大きな地域でデータを収集する際にますます役立つようになることに同意しています。 しかし、現時点では、衛星は他のツールほど正確ではなく、信頼性も低くなっています。これは、曇りの天候下ではデータを迅速に収集できず、十分に機能しないためです。
「火山の上に衛星を通過させることができ、雲に隠れることができます」と、アラスカ火山観測所の火山学者、マット・ヘイニーは言います。 「将来、さらに強力な新しい衛星が打ち上げられると思います。」
この作業の課題にもかかわらず、エドモンズは、特定の地震や他の突然の災害と比較して、噴火に先行する警告サインの配列があるため、他のいくつかの危険よりも火山の噴火を予測する方が簡単です。 そして、研究者たちはまだ噴火が起こる正確な日または時間を予測できないかもしれないが、急速に進歩している技術はそれらをその方向に動かしている。
「より多くの機器とより多くのセンサーがツールボックスに貢献するだけです」とエドモンズは言います。 「私たちは一歩近づいています。」
