Gunung berapi telah membutakan manusia selama beribu-ribu tahun, menjadikan seluruh bandaraya pada kemunculan letusan mereka yang dahsyat. Tetapi berbanding dengan bencana alam lain, gunung berapi sebenarnya menawarkan pelbagai petunjuk senyap yang membawa kepada kemusnahan mereka. Sekarang, perkembangan baru dalam sistem pemantauan gunung berapi membolehkan para saintis mengendus, meramalkan dan merancang untuk letusan dengan lebih tepat berbanding sebelum ini.
Kandungan Terkait
- Bagaimana Gempa Bumi dan Gunung Berapi Mendedahkan Hati Yang Mengalahkan Planet
"Kami kini dapat meletakkan instrumen yang benar-benar tepat pada gunung berapi untuk memantau jenis gas yang dipancarkan, dan memberi kita petunjuk tentang bagaimana magma berada dalam sistem ini, " kata Marie Edmonds, ahli gunung api di Universiti Cambridge yang telah bekerja di kalangan gunung berapi panas selama kira-kira 15 tahun. "Kita boleh melihat trend dalam data yang berkaitan dengan letusan yang akan berlaku."
Edmonds adalah sebahagian daripada kumpulan antarabangsa yang dikenali sebagai Balai Cerap Deep Carbon yang sedang berusaha untuk menempatkan sensor gas yang baru dibangunkan pada 15 daripada 150 gunung berapi paling aktif di Bumi menjelang 2019, untuk meningkatkan kapasiti mereka untuk meramalkan pelbagai jenis letusan di seluruh dunia. Minggu lepas, Balai Cerap Deep Carbon mengeluarkan visualisasi interaktif, yang disokong sebahagiannya oleh Program Volkanisme Global Smithsonian Institution, yang membolehkan orang ramai menonton visualisasi data gunung berapi bersejarah yang berkembang dari masa ke masa.
Penglihatan juga membolehkan penonton mengikuti perkembangan sensor baru. Sensor ini secara berterusan mengukur karbon dioksida, sulfur dioksida dan wap air yang mengalir dari gunung berapi, dan ditempatkan dalam kotak besar dan dikebumikan bawah tanah dengan antena di permukaan. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, kemajuan dalam bidang elektronik telah menjadikannya lebih tepat dan berpatutan, membolehkan para saintis menggunakannya secara lebih kerap di sekelilingnya.
Namun meletakkan sensor ini di atas gunung berapi aktif bukan tanpa risiko. Penyelidik mesti memakai pakaian reflektif untuk melindungi kulit mereka dari haba yang berlebihan, dan topeng gas untuk melindungi paru-paru mereka daripada disedut oleh gas yang menghakis-kadang-kadang selepas mendaki jarak jauh melalui kawasan terpencil untuk mencapai tapak. Tetapi Edmond mengatakan bahawa potensi kerja yang boleh dilakukan untuk populasi yang berisiko menjadikan bahagian pekerjaan yang lebih berbahaya itu berbaloi.
"Adalah bijak untuk mengetahui bahawa anda melakukan sesuatu untuk membantu orang, " kata Edmonds. "Anda berfikir tentang apa yang anda lakukan kerana kadang-kadang berbahaya, tetapi saya benar-benar menikmatinya."
Ahli tumbuhan Volcanologist Tobias Fischer dari University of New Mexico mendaki dinding kawah yang curam dari gunung berapi Gareloi yang kuat di Kepulauan Aleutian Barat untuk mengumpul sampel gas vulkanik. (Taryn Lopez, University of Alaska Fairbanks) Pada bulan yang lalu, penyelidik dari pasukan Edmonds melampirkan salah satu daripada sensor mereka pada sebuah drone dan mengukur pelepasan dari gunung berapi terpencil di Papau New Guinea dalam tempoh yang singkat, menunjukkan satu lagi teknik yang dibangunkan baru-baru ini yang digunakan untuk mengumpul gambar-gambar aktiviti gunung berapi. Apabila dikumpulkan melalui berbagai jenis gunung berapi, gambar-gambar ini membantu saintis lebih memahami kompleksiti aktiviti-aktiviti yang membawa kepada letusan. (Sebarang drone yang tidak boleh dilakukan, bagaimanapun, mengambil ukuran jangka panjang.)
Pengesan gas membantu letusan ramalan kerana, sebagai magma naik, pembebasan gas tekanan uncensed overhead yang dibubarkan dalam magma. Karbon dioksida melonjak keluar lebih awal dan, memandangkan magma meluncur lebih tinggi, sulfur dioksida mula terhenti. Penyelidik menggunakan nisbah kedua-dua gas ini untuk menentukan sejauh mana jarak magma semakin ke permukaan bumi, dan bagaimana kemungkinan letusan berlaku.
Apabila magma meningkat, ia juga mendorong melalui batu di kerak dan menyebabkan gempa bumi kecil tidak biasanya dirasakan oleh manusia di atas, tetapi dapat dikesan dengan peralatan seismik sensitif. Pasukan Edmonds sering berpasangan dengan sensor gas dengan stesen seismik dan menggunakan data selaras dengan kajian gunung berapi
Robin Matoza, seorang penyelidik di University of California di Santa Barbara yang tidak terlibat dalam penyelidikan Edmond, bersetuju bahawa kemajuan teknologi dalam beberapa tahun kebelakangan ini telah meningkatkan keupayaan para penyelidik secara drastik untuk memahami kerja dalaman gunung berapi dan tingkah laku yang membawa kepada letusan. Di tempat di mana pasukannya pernah mempunyai beberapa stesen seismik, mereka kini boleh memasang 10 atau lebih kerana saiz yang lebih kecil dan peningkatan kemampuan teknologi. Keupayaan untuk mengira data yang dikumpul juga bertambah baik dalam beberapa tahun kebelakangan ini, kata Matoza.
"Kini kami dapat menyimpan data seismik dengan mudah pada pemacu kilat kecil, " kata Matoza, yang meneliti isyarat seismik yang dikeluarkan oleh gunung berapi sebelum letusan. "Jadi, kami boleh dengan mudah menanyakan data besar dan mempelajari lebih lanjut mengenai proses yang terkandung di dalamnya."
Penyelidik di pasukan Marie Edmond bersedia untuk mendarat drone mereka selepas penerbangan melalui bongkahan gas gunung berapi Ulawun, di Papau New Guinea. Semasa penerbangan, instrumen dipasang pada nisbah gas ukur yang diukur di dalam gas. (Kila Mulina, Balai Cerap Voli Rabaul, Papua New Guinea) Untuk menambah maklumat gas dan seismik pada skala yang lebih luas, penyelidik menggunakan satelit untuk mempelajari letusan dari atas. Volcanologist di Balai Cerap Volcano Alaska di Anchorage dan Fairbanks mengumpul data gas, seismik dan satelit ini secara tetap, memantau kira-kira 25 gunung berapi di seluruh negeri dan menawarkan amaran awal kepada penduduk.
Sebagai contoh, mereka mengeluarkan beberapa amaran pada bulan-bulan yang membawa kepada letusan Gunung Redbout pada tahun 2009, kira-kira 110 batu (180 km) barat daya Anchorage. Mereka juga bekerja rapat dengan Pentadbiran Penerbangan Persekutuan untuk membantu mengesan bahaya penerbangan semasa letusan.
Lama kelamaan, para penyelidik bersetuju bahawa satelit akan semakin berguna dalam mengumpul data di kawasan besar. Tetapi pada masa ini, satelit kurang tepat dan tidak boleh dipercayai seperti alat lain, sebahagiannya kerana mereka tidak mengumpulkan data dengan cepat dan tidak berfungsi dengan baik semasa cuaca mendung.
"Anda boleh mempunyai pasang satelit di atas gunung berapi dan ia boleh dikaburkan oleh awan, " kata Matt Haney, ahli gunung berapi di Balai Cerap Volcano Alaska. "Saya bayangkan pada masa akan datang terdapat satelit baru yang dilancarkan yang akan menjadi lebih berkuasa."
Walaupun menghadapi cabaran ini, Edmonds mengatakan lebih mudah untuk meramalkan letusan gunung berapi daripada beberapa bahaya lain kerana pelbagai tanda amaran sebelum letusan berbanding dengan gempa bumi tertentu dan bencana yang mendadak. Dan sementara para penyelidik mungkin tidak dapat meramalkan hari atau jam yang pasti letusan akan berlaku, teknologi yang bergerak pantas mendorong mereka ke arah itu.
"Lebih banyak instrumen dan lebih banyak sensor hanya menyumbang kepada kotak alat kami, " kata Edmonds. "Kami satu langkah lebih dekat."
