ज्वालामुखी के धुएं से आसन्न विस्फोटों की चेतावनी दी जाती है

मेक्सिको सिटी के पास ज्वालामुखी, पॉपोकैपेटल, इसके गेस बेंचों में इसके फटने की चेतावनी दे सकता है।

Atonaltzin / iStockphoto

ज्वालामुखी के धुएं से आसन्न विस्फोटों की चेतावनी दी जाती है

जूलिया रोसेनोव द्वारा। 21, 2016, 12:00 अपराह्न

पिछले महीने, मेक्सिको के नेशनल ऑटोनॉमस यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने अपने शिखर गड्ढा पर निगरानी उपकरण स्थापित करने के लिए, मेक्सिको सिटी के पास 5400 मीटर ऊंचे ज्वालामुखी, पॉपोसेपटेल के शीर्ष पर पहुंचने की उम्मीद की। लेकिन एल पोपो, जैसा कि स्थानीय लोग इसे कहते हैं, उन्होंने राख के साथ राख और तेज गैस के खंडों के साथ-ठीक वैसा ही किया, जैसा कि वैज्ञानिक मापना चाहते थे। वे पहाड़ के नीचे संवेदक स्थापित करने के लिए बस गए, और अगले साल इसे उच्च स्तर पर ले जाने की उम्मीद है। लक्ष्य यह मापना है कि क्या और कितना-एल पोपो धूम्रपान कर रहा है, क्योंकि विस्फोटों के पूर्वानुमान के लिए धुएं का एक आशाजनक तरीका हो सकता है।

निगरानी डेटा के बढ़ते शरीर से पता चलता है कि ज्वालामुखी से निकलने वाली सल्फर गैसों के कार्बन के अनुपात में एक तेज उछाल आसन्न प्रकोप से पहले दिनों की चेतावनी दे सकता है। ताजा सबूत तीन हालिया अध्ययनों से आते हैं, ज्वालामुखी पर ध्यान केंद्रित ज्वालामुखी दीप अर्थ कार्बन डीगैसिंग (डीईसीएडीई) पहल के हिस्से के रूप में। वे उम्मीद करते हैं कि किसी दिन गैसों की जियोकेमिकल मॉनिटरिंग पूर्वानुमान के दो भूभौतिकीय मेनस्टैस में शामिल हो सकती है: पृथ्वी की सतह की सूजन और भूकंपों में वृद्धि जो आम तौर पर विस्फोट से पहले होते हैं। "यह एक पूर्वानुमान उपकरण के रूप में सांख्यिकीय रूप से मजबूत है, " अल्बुकर्क में न्यू मैक्सिको विश्वविद्यालय में ज्वालामुखीविज्ञानी टोबीस फिशर और DECADE परियोजना के अध्यक्ष कहते हैं।

ज्वालामुखी के धुएं में बेचैनी को सूँघने का विचार दशकों से है। उदाहरण के लिए, सल्फर उत्सर्जन में तेज वृद्धि से वैज्ञानिकों को फिलीपींस में माउंट पिनातुबो के 1991 विस्फोट का अनुमान लगाने में मदद मिली। वैज्ञानिकों ने विशेष रूप से सहायक मीट्रिक के रूप में ज्वालामुखीय गैसों में कार्बन-से-सल्फर (सीएस) अनुपात को आगे बढ़ाया है। सिद्धांत रूप में, यह संकेत दे सकता है कि जब मैग्मा का एक ताजा इंजेक्शन क्रस्ट में गहरे से उठ रहा है - एक विस्फोट के लिए एक प्रस्तावना।

अनुपात में बदलाव होता है क्योंकि दबाव बढ़ने पर कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ 2 ) बढ़ते हुए मैग्मा बुलबुले में 10 किलोमीटर या उससे अधिक की गहराई पर घुल जाता है। सल्फर युक्त गैसें, इसके विपरीत, उथले गहराई तक समाधान में रहती हैं। अनुपात में एक स्पाइक इस प्रकार चेतावनी दे सकता है कि मैग्मा का एक नया बैच एक गहरी सीमा से ऊपर उठ गया है। सीएस अनुपात में एक बाद की गिरावट यह संकेत दे सकती है कि मैग्मा आगे बढ़ गया है, गहराई तक जहां सल्फर गैसों को छोड़ा जाता है, लेकिन फिशर का कहना है कि यह विश्वसनीय होने के लिए पर्याप्त नहीं देखा गया है।

भविष्य के विस्फोटों की एक फुफकार

कोस्टा रिका के एक ज्वालामुखी, तुरियाल्बा में विस्फोट से कुछ दिन पहले गैस अनुपात में स्पाइक्स होते हैं।

(ग्राफिक) जे। यू / साइंस; (डेटा) तुरियाल्बा ज्वालामुखी (कोस्टा रिका), Maarten de Moor et al।, 2016 में अशांति

सरल तंत्र के बावजूद, अनुपात और विस्फोट के बीच एक स्पष्ट लिंक स्थापित करने के लिए निरंतर निगरानी की आवश्यकता होती है। ऐतिहासिक रूप से, शोधकर्ताओं ने कई दिनों या हफ्तों तक ज्वालामुखी को देखने के लिए एक ज्वालामुखी या इस्तेमाल किए गए हवाई जहाज या रिमोट-सेंसिंग उपकरणों की यात्रा के दौरान कुछ गैस के नमूनों को बोतलबंद किया, वाशिंगटन के वैंकूवर में अमेरिकी भू सर्वेक्षण के एक भौतिक विज्ञानी क्रिस्टोफ कर्न कहते हैं। किसी भी तरह, केर्न कहते हैं, अधिनियम में विस्फोट को पकड़ना मुश्किल था।

लेकिन यह 2000 के दशक की शुरुआत में बदल गया, जब वैज्ञानिकों ने नए उपकरणों को विकसित करना शुरू किया, जो ज्वालामुखी पर लगातार माप करने और शोधकर्ताओं को डेटा प्रसारित करने के लिए छोड़ा जा सकता था। वे सौर ऊर्जा से चलने वाले, तत्वों को जीवित रखने के लिए पर्याप्त हार्डी और विस्फोट में बलिदान करने के लिए पर्याप्त सस्ते थे। "वे अनिवार्य रूप से खर्च करने योग्य हैं, " मैरी एडमंड्स, यूनाइटेड किंगडम में कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय में एक ज्वालामुखीविद कहते हैं।

इटालियन और स्ट्रोमबोली जैसे ज्वालामुखियों पर इतालवी वैज्ञानिक इन उपकरणों को तैनात करने वाले पहले थे, और उन्होंने विस्फोट से पहले दिनों और घंटों में सीएस अनुपात में बदलाव को नोटिस करना शुरू कर दिया। तब से, अमेरिका और जापानी भूवैज्ञानिकों ने उन देशों में मुट्ठी भर ज्वालामुखियों पर उपकरण लगाए हैं, और DECADE परियोजना ने उन्हें एल पोपो सहित दुनिया भर के नौ और स्थानों पर जोड़ा है। कुल मिलाकर, सीएस गैस अनुपात में परिवर्तन एक शक्तिशाली हिस्सा लगता है, फिशर कहते हैं। "अब, हम इसे कई अलग-अलग ज्वालामुखियों पर देख रहे हैं।"

शायद सबसे साफ चित्र कोस्टा रिका के तुरियाल्बा से आता है, एक ज्वालामुखी जो पश्चिम में 30 किलोमीटर दूर सैन जोस शहर के लिए खतरा है। कोस्टा रिका के ज्वालामुखीय और भूकंपीय वेधशाला के एक शोधकर्ता Maarten de Moor ने 2014 की शुरुआत में ज्वालामुखी के फटने के समय में ही तुरियाल्बा में गैस सेंसर स्थापित करने में मदद की थी। उन्होंने अगस्त में जियोफिजिकल रिसर्च जर्नल में प्रकाशित एक अध्ययन का नेतृत्व किया, दो विस्फोट चक्रों (ऊपर चार्ट देखें, ) पर प्रत्येक प्रकोप से कुछ सप्ताह पहले गैसों के सीएस अनुपात में तेज वृद्धि की सूचना दी। "जो हमने देखा है वह काफी दिमाग उड़ाने वाला है, " वे कहते हैं। "ये संकेत आंख खोलने वाले हैं।"

कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के एक ज्वालामुखी विशेषज्ञ क्लाइव ओपेनहाइमर कहते हैं, लेकिन व्यापक रूप से इस्तेमाल होने वाले पूर्वानुमान उपकरण बनने के लिए गैस अनुपात की निगरानी के लिए, शोधकर्ताओं को कई जटिल कारकों को समझना होगा। "गैस रसायन विज्ञान की व्याख्या, विशेष रूप से पूर्वानुमान के प्रयोजनों के लिए, एक सटीक विज्ञान नहीं है, " वे कहते हैं। "इससे बहुत दूर।"

उदाहरण के लिए, तुरियाल्बा में, मिश्रण में अलग-अलग सल्फर गैसें थीं। मैग्मा से सल्फर डाइऑक्साइड (एसओ 2 ) गैस ने पहले विस्फोट के दौरान हाइड्रोजन सल्फाइड का उत्पादन करने के लिए भूमिगत पानी के साथ बातचीत की, लेकिन दूसरी नहीं। डी मूर का कहना है कि इन टिप्पणियों से संकेत मिल सकता है कि पानी अंततः उबल गया है, या पानी के जलाशयों को दरकिनार करते हुए नए ज्वालामुखी संघनित हो गए हैं। Poás में, एक और कोस्टा रिकान ज्वालामुखी, शिखर गड्ढा में एक एसिड झील है जो सामान्य रूप से SO 2 को इसके माध्यम से अवशोषित करता है लेकिन CO 2 को निर्बाध से गुजरने की अनुमति देता है - जब एक आसन्न नहीं होता है तब भी CS अनुपात अपेक्षाकृत अधिक रहता है। लेकिन DECADE के निगरानी प्रयासों से पता चला है कि, पूस में विस्फोट से पहले के दिनों में, सल्फर गैसों के उत्सर्जन में वृद्धि होती है, जो सल्फर को साफ़ करने की झील की क्षमता से अधिक होती है और जिससे CS अनुपात घटता है। एटना और तुरियाल्बा जैसी जगहों पर देखा गया यह विपरीत संकेत है, लेकिन यह उतना ही विश्वसनीय है, फिशर कहते हैं।

उपग्रह दुनिया के 550 ऐतिहासिक रूप से सक्रिय ज्वालामुखियों में से कई की निगरानी में मदद कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, नासा के टेरा उपग्रह पर सवार उपकरण पहले ही ज्वालामुखीय सल्फर उत्सर्जन को यथोचित रूप से माप सकते हैं। लेकिन शोधकर्ता अभी भी एक ही समय में एसओ 2 और सीओ 2 को मापने के लिए काम कर रहे हैं, और सीओ 2 के मापन स्रोतों को वातावरण में उच्च पृष्ठभूमि के स्तर के कारण चुनौतीपूर्ण है। एक ज्वालामुखी से भी बड़ा CO 2 burp, केवल एक प्रतिशत से भी कम उपग्रहों द्वारा मापी गई सांद्रता को बढ़ाता है, कैलिफोर्निया के पासाडेना में नासा के जेट प्रोपल्सन लैब के एक भू-रसायनविद् फ्लोरियन श्वांडनर कहते हैं।

अभी के लिए, जो वैज्ञानिक सीएस अनुपात की पूर्वानुमान शक्ति का पता लगाना चाहते हैं, उन्हें अधिक विस्फोटों को पकड़ने के लिए जमीनी निगरानी की प्रतीक्षा करनी चाहिए। और इन सेंसर को बनाए रखना एक परेशानी हो सकती है, डी मूर कहते हैं। यहां तक ​​कि राख की छोटी धूल भी सौर पैनलों या क्षति इलेक्ट्रॉनिक्स को कवर कर सकती है। यही कारण है कि ट्यूरिअल्बा पर एक सेंसर ने मई में डेटा संचारित करना बंद कर दिया था, डी मूर को सप्ताह में एक बार यात्रा करने के लिए मजबूर किया ताकि वह खतरनाक परिस्थितियों में व्यक्ति के रूप में इसे डाउनलोड कर सके। लेकिन वह कहता है कि वह हमेशा सावधान रहता है, और फिशर से पास हुए थोड़ा सा ज्ञान याद रखने की कोशिश करता है। पर्यवेक्षक, विज्ञान के नाम पर जोखिम लेने के बारे में। यदि आप वास्तव में इससे बचे हैं तो आप अधिक योगदान करने जा रहे हैं

* सुधार, २३ नवंबर, ४:१ November बजे: कहानी के पिछले संस्करण में गलत तरीके से कहा गया था कि कार्नेगी इंस्टीट्यूशंस फॉर साइंस प्रबंधन का प्रबंधन करता है। वास्तव में, DECADE एक कार्यक्रम है जिसे डीप कार्बन ऑब्जर्वेटरी द्वारा चलाया जाता है, जो कार्नेगी के नेतृत्व में एक अंतर्राष्ट्रीय प्रयास है।