So haben wir das Innere eines Vulkans noch nie gesehen. Forscher haben eine clevere neue Bildgebungstechnik entwickelt, die es uns ermöglicht, in beispiellose Detailtiefe und Tiefe in diese riesigen Naturkästen zu blicken.

Das Forschungsteam des französischen Nationalen Zentrums für wissenschaftliche Forschung (CNRS) und des Pariser Instituts für Planetenphysik (IPGP) hat bei der Entwicklung seines Ansatzes einige Ideen aus der medizinischen Bildgebung und optischen Mikroskopen übernommen.

Dabei handelt es sich um eine neue Variante einer bestehenden Technik, die als Array-Bildgebung bekannt ist, und hilft dabei, einige der Schwierigkeiten bei der Kartierung von Vulkanen zu überwinden, beispielsweise weil nicht so viele Sensoren (sogenannte Geophone) zum Einloggen zur Verfügung stehen. Seismische Wellen Echos über das Land.

Da diese Wellen wellenförmig sind, können sie interpretiert werden, um verschiedene Arten von Materialien und verschiedene Arten von Anordnungen in der Erdkruste zu identifizieren. Mit Hilfe der Matrixbildgebung soll diese Interpretation deutlich einfacher werden.

„Vulkanausbrüche erfordern eine sorgfältige Überwachung des Magmadrucks und der Inflation, um die Vorhersage zu verbessern.“ Er schreibt Die Forscher in ihrem veröffentlichten Artikel.

„Das Verständnis der tiefen Magmaspeicherung ist für die Risikobewertung von entscheidender Bedeutung, doch die Abbildung dieser Systeme ist eine Herausforderung.“

Für die Testperson wählten die Forscher Vulkan La Soufrière Auf Guadeloupe, in der Karibik. Die Abdeckung durch das an diesem bestimmten Standort verwendete Geophonnetz wurde von Forschern als „spärlich“ beschrieben.

Die Mathematik und Physik hinter diesem innovativen Ansatz ist ziemlich komplex, aber das Team hat im Wesentlichen eine neue Möglichkeit geschaffen, Daten von mehreren Geophonen zu kombinieren, um Details zu erkennen, die einzelne Festnetztelefone alleine nicht erfassen können.

Ein Teil des Erfolgs dieser Technik liegt darin, die Verzerrungen zu reduzieren, die auftreten, wenn seismische Wellen von verschiedenen Untergrundelementen abprallen, indem der sogenannte Memory-Effekt genutzt wird, um die Verzerrungen zurückzuentwickeln, um herauszufinden, was die ursprünglichen Signale waren.

„Mithilfe störungsresistenter Wellenkorrelationen entwirrt die Array-Bildgebung erfolgreich Wellenverzerrungen und enthüllt die innere Struktur von La Soufrière bis zu einer Tiefe von 10 Kilometern (6,2 Meilen) mit einer Auflösung von 100 Metern (328 Fuß).“ Er schreibt Forscher.

Zu den Entdeckungen aus dieser speziellen Studie zählen die Existenz mehrerer komplexer Schichten unterirdischer Magmaspeicherung und die Art und Weise, wie diese Schichten mit anderen tiefen geologischen Merkmalen in Beziehung stehen.

All diese zusätzlichen Daten ermöglichen natürlich ein besseres Verständnis der Vorgänge im Inneren des Vulkans und ermöglichen so eine genauere Vorhersage, wann es zu einem Ausbruch kommen wird – was in einigen Teilen der Welt eine beträchtliche Anzahl von Menschenleben retten könnte.

Vielversprechend ist, dass keine zusätzlichen Sensoren benötigt werden, da die Matrix-Bildgebung mit bereits vorhandenen Daten arbeiten kann. Die Forscher sind zuversichtlich, dass die hier verwendeten Methoden auch an anderen Orten angewendet werden können.

„Array-Bildgebung könnte daher zu einer revolutionären Veränderung in der Art und Weise werden, wie Wissenschaftler Vulkansysteme verstehen und modellieren.“ Er schreibt Forscher.

Die Forschung wurde veröffentlicht in Erd- und Umweltkommunikation.