W 2018 r. Strona wulkanu Anak Krakatau upadła w potężnej erupcji i wyprodukowała tsunami, które zabiło setki i zraniło tysiące na pobliskiej Jawie i Sumatrze w Indonezji. Nowa analiza danych satelitarnych wykazała, iż górna część poślizgnęła się przez lata i przyspieszała przed erupcją – informacje, które mogły potencjalnie dać ostrzeżenie o zawaleniu się.
Zespół, kierowany przez naukowców z Penn State, niedawno opublikował swoje ustalenia w czasopiśmie Geophysical Research Letters.
„Wulkany oceaniczne, gdy są niestabilne, mogą zawalić katastroficznie i generować tsunami”-powiedziała Christelle Wauthier, profesor geologii w Penn State i współautor badania. „A kiedy to się stało w 2018 r., Ponad 400 osób zmarło, ponieważ nikt nie miał na ziemi instrumentów, aby potencjalnie wiedzieć, czy nastąpiło przyspieszenie lub zmiana zachowania deformacji. Nikt nie wiedział, iż upadek jest bliski. To badanie pokazuje niestety retrospektywnie, iż my, my Mógłby to prognozować, gdybyśmy mieli ten zestaw danych teledetekcyjnych, aby uzyskać deformację powierzchni. ”
Naukowcy mogą śledzić ruchy gruntu – lub deformacji powierzchni – przy użyciu satelitów radarowych wystarczająco wrażliwych, aby wykryć zmiany zaledwie kilku cali.
W tej pracy zespół zastosował technikę teledetekcji zwaną interferometryczną syntetyczną radarem apertury (InsAR), aby w czasie stworzyć bardzo dokładne mapy tych zmian. Naukowcy przeanalizowali ponad dekadę danych z trzech satelitów-ALOS-1, kosmosy i Sentinel 1-i zastosowali techniki InsAR do mapowania deformacji w prowadzeniu do erupcji Anaki Krakatau w 2018 r.
„Ogólnie rzecz biorąc, uskok oderwania doświadczył około 15 metrów – około 50 stóp – poślizgu w latach 2006–2018 z okresami przyspieszenia i zwalniania oraz godne uwagi przyspieszenie przed upadkiem w 2018 r.” – powiedział Young Cheol Kim, doktorant w Penn Stan i główny autor badania.
Chociaż technika InsAR nie jest nowatorska, rzadko zdarza się analizować tak dużą ilość danych, podali naukowcy. Prace wymagało dostępu do wysokowydajnego klastra komputerów ryczącego zarządzanego przez Penn State Institute for Computational and Data Sciences.
„Integracja setek obrazów radarowych wymaga dużej mocy obliczeniowej” – powiedział Wauthier. „To dużo przechowywania danych i przetwarzania danych i zajmuje trochę czasu i zasobów”.
Mimo to technika może okazać się obiecującą w czasie monitorowania aktywnych wulkanów oceanicznych, szczególnie w miejscach, w których inne monitorowanie nie jest dostępne, podali naukowcy.
Poślizg występuje, gdy jest osłabienie – lub wina – pod wulkanem. Wulkan rośnie, gdy wybucha z czasem, a ostatecznie osiąga próg, w którym wina jest zbyt duża, prowadząc do zawalenia się.
Wauthier powiedział, iż proces ten może zacząć się jak „powolny osuwisko”, ale kiedy zaczyna przyspieszyć, może być znakiem, iż upadek jest bliski.
„Cała część wulkanu, która się załamała, już się poruszała – jak powolny osuwisko” – powiedział Wauthier, który jest doradcą Kim. „A zatem bardzo ważne jest, aby móc patrzeć na czasową ewolucję tego deformacji, ponieważ jeżeli masz przyspieszenie, może to prowadzić do zawalenia się. Nasze dane pokazują, iż zasadniczo istniał prekursor upadku. “
Naukowcy stwierdzili, iż inne sposoby śledzenia deformacji, takich jak gruntowe instrumenty GPS, często brakuje w lokalizacjach takich jak Anak Krakatau. Ponieważ jest to aktywny wulkan, istnieją problemy bezpieczeństwa i zezwolenia. Sprzęt naziemny jest kosztowny w rozmieszczeniu i utrzymaniu, a finansowanie nie zawsze jest dostępne.
„Jeśli masz nagłe przyspieszenie poślizgu, może to być znak, iż będziesz miał się załamać” – powiedział Wauthier. „Niezależnie od tego, czy jest to ten wulkan, czy inne podatne na upadek na całym świecie, jeżeli nie masz danych naziemnych w czasie rzeczywistym, być może przetwarzanie InsAR w czasie zbliżonym może pomóc badaczom w poszukiwaniu jakiegokolwiek znacznego przyspieszenia w poślizgu”.
Thomas R. Walter, profesor GFZ German Research Center for Geosciences, również przyczynił się do tej pracy.
NASA, amerykańska National Science Foundation i Federalne Ministerstwo Edukacji i Badań Niemiec wspierały badaczy zaangażowanych w ten projekt.
