科学家研发新的无人机技术 提高预测火山爆发的能力

由UCL领导的国际团队开发的经过特别调整的无人机，已经从从未探索过的火山中收集数据，这将使当地社区能够更好地预测火山未来的喷发。

巴布亚新几内亚马纳姆火山的前沿研究，正在提高科学家对火山如何促进全球碳循环的理解，而碳循环是维持地球生命的关键。

该小组的发现首次发表在《科学进展》上，首次展示了如何结合来自空中，地球和太空的测量结果，以了解有关地球上最难接近，最活跃的火山的更多信息。

ABOVE项目涉及英国，美国，加拿大，意大利，瑞典，德国，哥斯达黎加，新西兰和巴布亚新几内亚的专家，涉及火山学和航空航天工程。

他们通过使用改良的远程无人机共同创建了解决方案，以应对测量活火山气体排放的挑战。

通过将原位空中测量与卫星和地面遥感器的结果相结合，研究人员可以收集比以前更丰富的数据集。这使他们能够远程监控活火山，从而更好地了解全球火山释放的二氧化碳量（重要的是，这些碳来自何处）。

Manam火山直径10公里，位于离大陆东北海岸13公里的一个岛上，海拔1800 m。

先前的研究表明，它是世界上最大的二氧化硫排放国之一，但对其二氧化碳排放量一无所知。

由于背景大气中的高浓度，难以测量火山二氧化碳的排放量。需要在非常靠近活动通风口的位置收集测量数据，在玛纳姆（Manam）等危险火山中，无人机是安全获取样本的唯一方法。然而，很少在火山环境中尝试过视线以外的无人机飞行。

通过添加微型气体传感器，光谱仪和自动触发以打开和关闭的采样装置，该团队能够将无人机以2公里高和6公里的距离飞行到达Manam的山顶，在那里他们在几小时内捕获了要分析的气体样本。

计算火山喷发物中硫与二氧化碳含量之间的比率，对于确定喷发发生的可能性至关重要，因为它可以帮助火山学家确定其岩浆的位置。

马纳姆（Manam）在2004年至2006年之间的最后一次大规模火山喷发摧毁了该岛的大部分地区，使约4000人流向了大陆。他们的庄稼被毁，供水受到污染。

项目负责人刘爱玛博士（UCL地球科学）说：“尚未对Manam进行详细研究，但我们可以从卫星数据中看到它正在产生强大的排放物。国内火山监测机构的资源很小，研究小组工作量非常大，但是它们确实帮助我们与Manam岛上的社区建立了联系。”

在实地调查之后，研究人员募集了资金购买计算机，太阳能电池板和其他技术，以使当地社区能够通过岛上的卫星进行通信，并为Rabaul火山学提供无人机操作培训天文台人员协助他们的监测工作。

深碳观测站（DCO）的一部分，该组织是一个全球科学家社区，致力于十年的探索，以了解更多有关地球碳的知识。

火山排放是地球碳循环的关键阶段，碳在陆地，大气和海洋之间的移动，但是到目前为止，二氧化碳的测量仅限于全球估计有的500座脱气火山中的相对较少的一部分。

了解当今控制火山碳排放的因素，将揭示气候在过去如何变化，以及未来气候如何对当前人类影响做出反应。

合著者巴勒莫大学的Alessandro Aiuppa教授将这些发现描述为“我们领域的真正进步”，并补充说：“十年前，您只能凝视并猜测Manam的二氧化碳排放量是多少。

“如果考虑到全球火山释放的所有碳，它不到总排放预算的百分之一，而这是人类活动所决定的。在几个世纪以来，人类的行为就像数千座火山一样。如果我们继续将碳排放到大气中，将更加难以通过航空气体观测来监测和预测喷发。”

合著者Tobias Fischer教授（新墨西哥大学）补充说：“为了了解气候变化的驱动力，您需要了解地球的碳循环。”

“我们想对这个非常大的二氧化碳排放源的碳排放进行量化。关于碳同位素组成，我们几乎没有数据，这些数据可以确定碳的来源，是地幔，地壳还是沉积物。”