Спутники предупредят об извержении вулканов по листве деревьев

Ученые знают, что повышение активности вулкана и его возможное извержение могут влиять на внешний вид листьев растущих вокруг деревьев. В рамках нового сотрудничества НАСА и Смитсоновского института эти изменения хотят отслеживать из космоса.

Предвестником извержения служит выход на поверхность углекислого газа. Поглощая его, деревья становятся пышнее и зеленее — и эти изменения видны на спутниковых снимках. Когда магма поднимается перед извержением, она выделяет газы, включая углекислый CO₂ и диоксид серы SO₂. Соединения серы легко обнаружить с орбиты, а выбросы CO₂, которые происходят раньше и служат одним из первых признаков пробуждения вулкана, зафиксировать сложнее. Вот тут и приходят на помощь зеленые насаждения.

«Системы раннего предупреждения о вулканической активности уже существуют. Наша цель — сделать их лучше и оперативнее», — пояснил вулканолог Флориан Шванднер из Исследовательского центра НАСА имени Эймса в Кремниевой долине.

Сама по себе идея очень хороша — но претворить ее в жизнь не так-то просто. Хотя вулканы выделяют большое количество углекислого газа — в атмосфере его и так настолько много, что выделить именно вулканический CO₂ часто трудно, заметил вулканолог Роберт Боуг из Университета Макгилла в Монреале.

«Вулкан, выделяющий умеренное количество CO₂, которое может предвещать извержение, не будет заметен на спутниковых снимках», — предупредил он.

Приходится отправляться прямо к вулканам, которые в большинстве своем расположены в труднодоступных или горных районах. Спутниковый мониторинг — гораздо удобнее.

Вулканолог Николь Гинн из Хьюстонского университета сравнила снимки спутников НАСА Landsat-8 и Terra, Sentinel-2 Европейского космического агентства и других аппаратов для наблюдения за деревьями вокруг вулкана Этна на Сицилии. Ее исследование впервые показало четкую связь между цветом листьев и CO₂ магматического происхождения.

Климатолог Джош Фишер из Чепменского университета работает над повышением точности спутниковых данных с помощью наземных наблюдений. Вместе с коллегами он собирал листья вокруг активного вулкана Ринкон-де-ла-Вьеха в Коста-Рике, одновременно измеряя уровень CO₂.

«Нас интересует не только реакция деревьев на CO₂ как ранний сигнал извержения, но и то, сколько газа они могут поглотить, что дает представление о будущем Земли, когда все деревья столкнутся с высоким уровнем CO₂», — подчеркнул Фишер.

Использование деревьев в качестве индикаторов имеет свои ограничения. Многие вулканы находятся в малолесистой местности. А там где леса обширны и густы — они реагируют на изменения уровня CO₂ непредсказуемо. Ситуацию усугубляют пожары, погодные условия и болезни растений.

Тем не менее Шванднер на собственном опыте убедился в пользе наблюдений за вулканическим CO₂. Он возглавлял команду, которая модернизировала систему мониторинга вулкана Майон на Филиппинах, добавив датчики CO₂ и SO₂. В декабре 2017 года филиппинские исследователи с помощью этой системы обнаружили признаки надвигающегося извержения и добились массовой эвакуации. Более 56 000 человек были вывезены до катастрофического извержения 23 января 2018 года. Благодаря раннему предупреждению жертв удалось избежать.

«Нет единого сигнала от вулканов, который был бы панацеей. И отслеживание влияния CO₂ на деревья не станет панацеей. Но это может изменить правила игры», — заключил Шванднер.