Technologia
Jak bezpiecznie zbadać erupcję wulkanu? Najlepiej za pomocą dronów

Kratery aktywnych wulkanów to miejsca, w których z pewnością nie powinno być ludzi - ani turystów, ani naukowców. W jaki więc sposób zbadać procesy, które tam zachodzą?

Naukowcy od lat starali się rozwiązać ten problem bez narażania się na niebezpieczeństwo utraty życia i zdrowia i wydaje się, że w końcu im się udało, a wszystko za sprawą nowych technologii. Konkretnie rzecz ujmując drona typu quadcopter DJI Phantom 4 Pro, który zespół badaczy z German Research Centre for Geosciences wyposażył w kamerę 4K oraz kamerę termowizyjną FLIR TAU 2 i wysłał nad wulkan Santamaria w Gwatemali. Ten powstał prawdopodobnie ok. 30 tysięcy lat temu, ale wciąż jest aktywny i stwarza realne zagrożenie, bo choć jego wybuchy nie są zbyt częste, to bardzo gwałtowne, jak choćby ten z 1902 roku, na skutek którego zginęło bezpośrednio około 5 tys. osób. 

Dron odbył wiele lotów nad wulkanem, obserwując kopułę lawową, czyli ciało skalne powstałe w wyniku piętrzenia i szybkiego krzepnięcia wydostającej się magmy. To pozwoliło naukowcom dostrzec, że kopuła lawowa porusza się na dwa sposoby, tj. wolno się powiększa i rośnie oraz szybko wyrzuca z siebie lawę. - Wyposażyliśmy dron w różne kamery, a następnie wysyłaliśmy nad krater w różnych interwałach, mierząc ruchy lawy i kopuły lawowej z niespotykaną dotąd precyzją - twierdzi autor badań, Edgar Zorn. Następnie nagranie z zainstalowanej na pokładzie drona kamery 4K połączono cyfrowo z zapisem kamery FLIR, tworząc stereoskopowe wideo, odwzorowująca nie tylko wygląd obiektu, ale także jego zależności przestrzenne, głębię czy właściwości termalne. 

Wszystkie te dane posłużyły później do stworzenia modelu 3D wulkanu o niebywałej dokładności mierzonej w centymetrach, który zawiera informacje, które nie mogły być zebrane wcześniej. Dzięki temu naukowcy byli w stanie ustalić choćby prędkość wypływu lawy przy erupcji wulkanu, wzory ruchowe czy temperaturę wulkanu przy powierzchni, co jest ogromnie przydatne podczas przewidywania przyszłych erupcji oraz ich siły. - Pokazaliśmy, że z pomocą dronów może ponownie zmierzyć nawet najbardziej niebezpieczne wulkany na Ziemi i to z bezpiecznej odległości. Regularne i systematyczne badanie niebezpiecznych wulkanów z pokładu dronów jest dosłownie na wyciągnięcie ręki - dodaje Thomas Walter, zaangażowany w badania wulkanolog z GFZ.

Co prawda pojawiają się tu problemy innej natury niż zagrożenie wulkaniczne, a mianowicie przetwarzanie zebranych danych i obrazów jest bardzo skomplikowane, wymaga niebywałej mocy obliczeniowej i precyzji, bo mowa o łączeniu ze sobą wielu lotów drona: - Modele 3D różnych lotów muszą być precyzyjnie pozycjonowane, żeby można było je porównywać. To wymaga drobiazgowej pracy, ale efekt jest tego wart, ponieważ nawet minimalne ruchy wulkanu są wtedy dla nas dobrze widoczne. W badaniach przedstawiliśmy kilka nowych możliwości, które mogą być przydatne w przyszłych projektach - dodają badacze.

Źródło: GeekWeek.pl/EurekAlert/Fot.EurekAlert za Edgar Zorn