Höyryäviä purkauskartioita Afarin autiomaassa
Agency

Tulivuoritoimintaa ennustetaan avaruudesta

21/10/2010 209 views 0 likes
ESA / Space in Member States / Finland

Satelliittikuvia voidaan käyttää myös tulivuorenpurkausten riskialueiden ennustamisessa. Maanjäristykset voivat muuttaa maankuoren jännittyneeseen tilaan ja aiheuttaa jälkijäristyksiä, mutta tulivuorten osalta tällaisesta ei ole aiemmin ollut todisteita.

Syyskuussa 2005 Etiopian Afar-aavikon alueella tulivuoritoiminta lohkoi peruskalliota 60 kilometrin matkalta. Tällaista geologista juonta, Maan kuoressa olevaa halkeamaa pitkin työntyi magmaa kohti maanpintaa.

Seuraavien neljän vuoden aikana havaittiin peräti 12 uuden juonen syntyminen samalle alueelle lähellä Punaistamerta.

Tutkijat Iso-Britanniasta, Yhdysvalloista ja Etiopiasta ovat käyttäneet ESAn ympäristösatelliitti Envisatin tutkaa seuratakseen ensimmäisen halkeaman ympärillä tapahtuvaa maankuoren toimintaa. Päätehtävänä oli tutkia, olivatko alueen maankuoren jännitystilat yhteydessä 12 myöhempään juoneen.

Kun magma, jota kutsutaan maanpinnalle päästessä myös laavaksi, liikkuu maanalaisten kammioiden läpi, se aiheuttaa pieniä muutoksia yläpuolellaan olevalle maanpinnalle.

Maanpinta laskee hieman sen alla olevan magman liikkuessa pois ja vastaavasti nousee hieman magman täyttäessa kammioita. Näiden muutosten avulla on mahdollista arvioida maankuoren jännityksen määrää.

Interferogrammi kertoo

Interferogrammi paljastaa maankuoren liikeitä
Interferogrammi paljastaa maankuoren liikeitä

Tutkijat käyttivät Envisatin mahdollistamaa 'synteettisen apertuurin tutkainterferometriaa' eli lyhennettynä InSAR-menetelmää nähdäkseen pieniä lähellä jokaista juonta tapahtuvia maanpinnan korkeuden muutoksia.

InSARissa yhdistetään useita saman alueen tutkakuvia ja tämä mahdollistaa hyvin tarkat mittaukset jopa muutamien millimetrien tarkkuuteen asti kuvien ottamisen välillä tapahtuneen liikkeen osalta.

Vuosien 2005 ja 2009 välillä kerätty data yhdistettiin 'interferogrammeiksi', joissa tutkakuvaparin välisten muutosten suuruus esitetään väreinä. Yhdistämällä tutkakuvat GPS-dataan, tutkijat havaitsivat yhteyden myöhempien purkausten välillä.

Nature Geoscience -lehdessä julkaistun tutkimuksen mukaan juonet eivät sijoittuneet satunnaisesti. Yhdeksän yhteensä kahdestatoista ensimmäisen halkeaman jälkeen syntyneistä juonista sijaitsivat vähintään puolen pituutensa osalta alueella, joka oli jo sitä edeltävien halkeamien rikkomaa.

Vaarapaikat esiin

3D-näkymä halkeaman alueeseen liikkeisiin
3D-näkymä halkeaman alueeseen liikkeisiin

"Tulos viittaa siihen, että uuden juonen aiheuttamat jännityksen muutokset maankuoressa ovat hallitseva tekijä tulevaisuuden tapahtumissa, joten maanpinnan muutoksia pitäisi valvoa rutiininomaisesti vulkaanisiin uhkiin varautumiseksi", kertoo tutkimusta johtanut tohtori Ian Hamling Kansainvälisestä teoreettisen fysiikan keskuksesta (aiemmin Leedin yliopistosta).

"Jännitystilan tunteminen tällä tavoin ei kerro, milloin seuraava purkaus sattuu, mutta se antaa hyvän käsityksen siitä, missä purkaus todennäköisimmin tapahtuu."

Tutkimuksessa havaintoja verrataan Islannissa vuosien 1975 ja 1984 välillä tapahtuneisiin Kraflan alueen rift-halkeamiin, joissa syntyi samantyyppisiä magman tunkeutumisia pinnalle juonien kautta. Tutkijat päättelevät, että magmavarantojen riittäessä uusia juonia alueella syntyy vielä Afarin alueellakin siihen asti kunnes maankuoren jännitys vapautuu täysin.

Envisat
Envisat

"Löydöt ovat ainutlaatuisia ja auttavat meitä ennustamaan paremmin tulevien purkausten sijainnit sekä viranomaisia antamaan oikeaan aikaan evakuointivaroituksia", toteaa tutkimukseen osallistunut tohtori Tim Wright Leedsin yliopistosta.

"Envisatin toistuvat ylitykset ovat mahdollistaneet meille ainutlaatuisen datakirjaston rakentamisen ja ilman sitä ei olisi ollut mahdollista testata hypoteesiamme siitä, miten jännitys hallitsee tulevaisuudessa tapahtuvan toiminnan sijaintia."

Related Links