روش جدید بررسی احتمال فوران آتشفشان‌ها بدون نیاز به صعود به قله!

به گزارش مجله خبری نگار/عصرایران،دانشمندان می‌توانند از میزان سبزی درختان پیرامون یک آتشفشان به این پی ببرند که آیا فوران آن نزدیک است یا نه، چگونه؟ برگ‌های پررنگ‌تر نشان‌دهنده احتمال بالای پیش‌آمدن فوران در آینده‌ای نزدیک هستند.

تا پیش از این، این تغییراتِ رنگی ظریف را تنها از سطح زمین میشد دید، اما پژوهشگران به‌تازگی روشی یافته‌اند که آنها را از فضا پایش کنند.

احتمال دارد همکاری تازه‌ی میان ناسا و بنیاد اِسمیتسونیان قوانین بازی را در شناسایی نشانه‌های آغازین فوران آتشفشان‌ها تغییر دهد. به گفته آتشفشان‌شناسان در بیانیه‌ای که اوایل این ماه از سوی ناسا منتشر شد، این نشانه‌ها می‌توانند به محافظت از جوامع انسانی در برابر پیامد‌های شدید فوران، از جمله جریان‌های گدازه، پرتاب سنگ، بارش خاکستر، گل‌رود‌ها و ابر‌های سمی گاز کمک کنند.

فلوریان شوآندنِر، آتشفشان‌شناس و سرپرست بخش علوم زمین در مرکز پژوهش‌های اِیمز ناسا در کالیفرنیا در این بیانیه گفته: «سامانه‌های هشدار زودهنگام برای آتشفشان‌ها وجود دارند، اما هدف اینست که آنها را بهتر و زودتر کنیم.»

نشانه‌های کنونی نزدیک بودنِ فوران آتشفشان شامل فعالیت‌های لرزه‌ای، تغییرات ارتفاع سطح زمین و انتشار گاز دی‌اکسید گوگرد می‌شوند که از فضا می‌توان آنها را دید. دانشمندان همچنین انتشار دی‌اکسید کربن (CO₂) ناشی از ماگمای نزدیک به سطح زمین را بررسی می‌کنند، اما این گاز به‌دلیل فراوانی زیاد در جوّ، سخت‌تر از گوگرد با ماهواره‌ها ردیابی می‌شود.

رابرت بوگ، دانشجوی دکتری آتشفشان‌شناسی در این‌باره گفته: «آتشفشانی که مقدار اندکی دی‌اکسید کربن منتشر می‌کند؛ که ممکن است نشانه‌ای از فوران نزدیک آن باشد، در تصاویر ماهواره‌ای پدیدار نخواهد شد.».

اما پژوهشگران علاقه‌ی ویژه‌ای به شناسایی این گاز دارند، چون دی‌اکسید کربن یکی از نخستین نشانه‌های پدید آمدن فوران است، حتی پیش از گوگرد.

به همین دلیل، دانشمندان به روش‌هایی برای پایش دی‌اکسید کربن بر پایه‌ی رنگ درختان پیرامون آتشفشان دست یافته‌اند. ابر‌های CO₂ که از آتشفشان در حال فوران خارج می‌شوند، رشد درختان و گیاهان پیرامون را بهبود می‌بخشند و موجب سبزتر و پرپشت‌تر شدن برگ‌ها می‌شوند.

بوگ در ادامه گفته: «ایده کلی اینست که به‌جای اندازه‌گیری مستقیم دی‌اکسید کربن، به دنبال چیزی باشیم که بتوان آن را اندازه گرفت.»

تا پیش از این، دانشمندان باید خود را به آتشفشان می‌رساندند تا میزان گاز CO₂ را اندازه‌گیری کنند. اما حالا با استفاده از رنگ برگ‌های درختان در قالب شاخصی برای غلظت گاز‌های آتشفشانی، می‌توان بدون نیاز به دسترسی به مکان‌های دورافتاده یا خطرناک، از راه ماهواره‌ها داده‌ها را گردآوری کرد.

آتشفشان چایتن در جنوب شیلی در تاریخ ۲ مه ۲۰۰۸، پس از ۹۰۰۰ سال برای نخستین بار فوران کرد. ماهواره‌های ناسا که تغییرات پوشش گیاهی پیرامون آتشفشان‌ها را پایش می‌کنند، می‌توانند در دادن هشدار‌های زودهنگام درباره فوران‌ها نقش مهمی داشته باشند

پژوهش سال ۲۰۲۴ که در نشریه Remote Sensing of Environment منتشر شد، رابطه‌ای قوی میان دی‌اکسید کربن و پوشش گیاهی پیرامون کوه اِتنا در ایتالیا نشان داد. با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای لَندسَت ۸ و سایر ماهواره‌های پایش زمین بین سال‌های ۲۰۱۱ تا ۲۰۱۸، نویسندگان ۱۶ افزایش آشکار در میزان CO₂ و سبزی پوشش گیاهی را کردند که با بالا آمدن ماگما از دل آتشفشان هم‌زمان بود.

نیکول گوئین، نویسنده اصلی این پژوهش و دانشجوی دکتری آتشفشان‌شناسی گفته: «ما ماهواره‌های زیادی داریم که می‌توان از آنها برای چنین تحلیل‌هایی استفاده کرد.»

البته اندازه‌گیری سبزی درختان از فضا در همه مناطق آتشفشانی کاربرد ندارد. بسیاری از آتشفشان‌ها بدون درخت هستند یا درختان کافی برای اندازه‌گیری ندارند. افزون بر این، برخی درختان ممکن است به دلایل دیگر مانند آتش‌سوزی، بیماری یا شرایط آب‌وهوایی غیرعادی، واکنش‌های متفاوتی به تغییرات گاز CO₂ نشان دهند.

شوندنر گفته: «ردیابی اثرات دی‌اکسید کربن آتشفشانی بر درختان یک گلوله جادویی نیست، اما می‌تواند قوانین بازی را تغییر دهد.»

برای پیشبرد این روش، پژوهشگرانی از ناسا، بنیاد اسمیتسونیان و دیگر نهاد‌ها به‌تازگی پروژه‌ای به نام AVUELO (آزمایش یکپارچه اعتبارسنجی هوابرد: از خشکی تا اقیانوس) را راه‌اندازی کرده‌اند که در آن تصاویر ماهواره‌ای از درختان پیرامون آتشفشان‌ها با مشاهدات زمینی مقایسه می‌شوند. هدف اینست که داده‌ها با هم هم‌خوانی داشته باشند تا ابزار‌های فضابرد دقیق‌تر تنظیم شوند و این پژوهش گسترش یابد.