Hvordan droner kan overvåge eksplosive vulkaner

På grund af den vanskelige tilgængelighed og den høje risiko for kollaps eller eksplosion, billeddannelsen af ​​aktive vulkaner har hidtil været en stor udfordring i vulkanologien. Forskere omkring Edgar Zorn fra det tyske forskningscenter for geovidenskab GFZ i Potsdam præsenterer nu resultaterne af en række gentagne undersøgelsesflyvninger med optiske og termiske kameraer ved Santa Maria-vulkanen i Guatemala. Droner blev brugt til at observere lavakuplen, en tyktflydende lavaprop. Forskerne var i stand til at vise, at lavakuplen viser bevægelser på to forskellige tidsskalaer:langsom ekspansion og vækst af kuplen og hurtig ekstrudering af tyktflydende lava. Undersøgelsen blev offentliggjort i tidsskriftet Videnskabelige rapporter .

"Vi udstyrede en drone med forskellige kameraer, " siger Edgar Zorn fra GFZ, undersøgelsens første forfatter. "Vi fløj derefter dronen over krateret med forskellige intervaller, måling af lavastrømmens og en lavakuppels bevægelser ved hjælp af en bestemt type stereofotografering med en præcision, som aldrig er set før."

Ved at sammenligne data fra dronen, forskerne var i stand til at bestemme strømningshastigheden, bevægelsesmønstre og overfladetemperatur på vulkanen. Disse parametre er vigtige for at forudsige faren for eksplosive vulkaner. Det lykkedes også forskerne at udlede lavaens strømningsegenskaber ud fra disse data.

"Vi har vist, at brugen af ​​droner kan hjælpe til fuldstændigt at genmåle selv de farligste og mest aktive vulkaner på Jorden fra sikker afstand, " siger Edgar Zorn.

Thomas Walter, vulkanolog ved GFZ, som også var involveret i undersøgelsen, siger, "En regelmæssig og systematisk undersøgelse af farlige vulkaner med droner ser ud til at være næsten inden for rækkevidde."

De to kameraer, der blev brugt til at overvåge vulkankeglen Caliente i Santa Maria-vulkanen, var i stand til at tage billeder i høj opløsning og termisk billeddannelse. Ved hjælp af en speciel computeralgoritme, forskerne var i stand til at skabe komplette og detaljerede 3-D-modeller ud fra disse billeder. De opnåede en 3-D topografi og temperaturmodel af vulkanen med en opløsning på kun få centimeter.

Dronemissioner reducerer risikoen betydeligt for vulkanologer, da kameraerne kan flyves direkte til de farlige steder, mens forskerne holder sig på afstand. Den største udfordring ligger i efterbehandlingen og beregningen af ​​modellerne. "3D-modellerne af de forskellige flyvninger skal placeres præcist, så de kan sammenlignes. Det kræver et omhyggeligt detaljearbejde, men indsatsen er det værd, fordi selv minimale bevægelser bliver umiddelbart synlige, " siger Edgar Zorn. "I undersøgelsen, vi præsenterede nogle nye muligheder for repræsentation og måling af visse jordbevægelser, hvilket kunne være meget nyttigt i fremtidige projekter."