Vanwege de moeilijke toegankelijkheid en het hoge risico van instorting of explosie, is de beeldvorming van actieve vulkanen tot dusver een grote uitdaging geweest in de vulkanologie. Onderzoekers rond Edgar Zorn van het Duitse onderzoekscentrum voor geowetenschappen GFZ in Potsdam presenteren nu de resultaten van een reeks herhaalde drone-vluchten met optische en warmtebeeldcamera’s op de Santa Maria-vulkaan in Guatemala. De studie is gepubliceerd in het tijdschrift “Scientific Reports”.

Drones werden gebruikt om de lavakoepel te observeren, een stroperige lava-plug. De onderzoekers konden aantonen dat de lavakoepel bewegingen op twee verschillende tijdschalen vertoont: langzame uitzetting en groei van de koepel en snelle extrusie (het persen van een vloeibare massa door een vormplaat, gevolgd door afkoeling) van stroperige lava.

‘We hebben een drone uitgerust met verschillende camera’s’, zegt Edgar Zorn van GFZ, de eerste auteur van de studie. “Vervolgens vlogen we de drone met verschillende tussenpozen over de krater, waarbij we de bewegingen van de lavastroom en een lavakoepel met een specifiek type stereofotografie met een nooit eerder geziene precisie maten.” Door de gegevens van de drone te vergelijken, konden we de stroomsnelheid, bewegingspatronen en oppervlaktetemperatuur van de vulkaan bepalen. Deze parameters zijn belangrijk om het gevaar van explosieve vulkanen te voorspellen. De onderzoekers zijn er ook in geslaagd om de stromingseigenschappen van de lava uit deze gegevens af te leiden.

Drone boven vulkanen (Youtube)

“We hebben aangetoond dat het gebruik van drones kan helpen om zelfs de meest gevaarlijke en actieve vulkanen op aarde volledig opnieuw te meten vanaf een veilige afstand”, vervolgt Edgar Zorn. “Een regelmatig en systematisch onderzoek van gevaarlijke vulkanen met drones lijkt bijna binnen handbereik”, zegt Thomas Walter, vulkanoloog bij GFZ, die ook bij de studie betrokken was.

De twee camera’s van de drone die werden gebruikt op de vulkaan Caliente van de Santa Maria-vulkaan, konden enerzijds foto’s met een hoge resolutie maken en anderzijds warmtebeelden. Met behulp van een speciaal computeralgoritme konden de onderzoekers uit deze beelden complete en gedetailleerde 3D-modellen maken. Ze verkregen een 3D-topografie en temperatuurmodel van de vulkaan met een resolutie van slechts enkele centimeters.

Drone boven de Etna (Youtube)

Drone-missies verkleinen het risico voor vulkanologen aanzienlijk, omdat de camera’s rechtstreeks naar de gevaarlijke plekken kunnen worden gevlogen zonder dat de wetenschappers zelf in de buurt hoeven te komen. In plaats daarvan ligt de grootste uitdaging in de nabewerking en berekening van de modellen. “De 3D-modellen van de verschillende vluchten moeten exact zo worden gepositioneerd dat ze kunnen worden vergeleken. Dit vereist nauwgezet detailwerk, maar de inspanning is het waard, omdat zelfs minimale bewegingen onmiddellijk zichtbaar worden”, zegt Edgar Zorn. “In de studie presenteerden we enkele nieuwe mogelijkheden voor de weergave en meting van bepaalde grondbewegingen, die erg nuttig zouden kunnen zijn in toekomstige projecten”.

Bron: Scientific Reports/ Afbeelding: Zorn et al. 2020, Nature – Scientific Reports: DOI 10.1038/s41586-020-2212-1

Doneer
Ondersteun vrije journalistiek. Als je dit artikel waardeert en dat wilt laten blijken met een kleine bijdrage, doneer dan via onderstaande Paypal-button:

Geef een reactie

Your email address will not be published. Required fields are marked with *.

Share via
Copy link
Powered by Social Snap