Drony i lasery na tropie wulkanów. Nowa metoda pomiaru groźnych gazów

Wulkany od dawna zdradzają swoje sekrety za pomocą gazów – ale ich przechwytywanie było dotąd jak łapanie dymu gołymi rękami. Naukowcy z Politechniki Monachijskiej (TUM) opracowali metodę, która łączy drony z laserami, by precyzyjnie mierzyć stężenie dwutlenku węgla w pióropuszach wulkanicznych. To może zmienić sposób przewidywania erupcji.

Dlaczego gazy wulkaniczne są tak ważne?

→ Czytaj też: Ważki walczą jak piloci myśliwców. Ich taktyka może odmienić drony

Gazy wydobywające się z wulkanów niosą kluczowe informacje o tym, co dzieje się w głębi Ziemi. Zmiany w składzie i ilości emisji – zwłaszcza dwutlenku węgla (CO₂) i dwutlenku siarki (SO₂) – często poprzedzają erupcje. Problem w tym, że tradycyjne pobieranie próbek wymaga wysyłania ludzi w strefę zagrożenia lub instalowania stacjonarnych czujników, które są drogie i podatne na zniszczenie.

Dotychczasowe metody pomiaru CO₂ nad wulkanami opierały się głównie na analizie próbek pobranych ręcznie lub za pomocą samolotów. To nie tylko kosztowne, ale i niebezpieczne – zwłaszcza gdy wulkan wykazuje oznaki wzmożonej aktywności. Zespół z TUM postanowił podejść do sprawy inaczej.

Dron z laserem zamiast człowieka

→ Czytaj też: Szkło by się spaliło. Sterują laserem za pomocą plazmy

Nowa technika wykorzystuje drona wyposażonego w spektrometr laserowy, który mierzy stężenie CO₂ w czasie rzeczywistym. Dron wlatuje w pióropusz gazu, a laser analizuje skład atmosfery na podstawie absorpcji światła przez cząsteczki dwutlenku węgla. Całość działa podobnie do lidaru – tyle że zamiast mapować teren, urządzenie mapuje stężenie gazów.

Jak podaje serwis Heise, testy przeprowadzono nad jednym z aktywnych wulkanów w Europie. Dron zbierał dane z odległości kilkuset metrów od krateru, co pozwoliło uniknąć bezpośredniego narażenia sprzętu na ekstremalne temperatury i żrące gazy. Wyniki okazały się zaskakująco dokładne – pomiary pokrywały się z próbkami pobranymi tradycyjnymi metodami.

Więcej danych, mniejsze ryzyko

Zaletą nowego systemu jest nie tylko bezpieczeństwo, ale i częstotliwość pomiarów. Dron może wykonywać loty nawet kilka razy dziennie, podczas gdy tradycyjne ekspedycje są rzadkie i kosztowne. Dzięki temu naukowcy mogą śledzić zmiany w emisji gazów w czasie niemal rzeczywistym – co ma kluczowe znaczenie przy prognozowaniu erupcji.

„To jak przeniesienie stacji meteorologicznej w samo serce wulkanu, bez konieczności stawiania tam nogi” – komentują badacze z TUM. System może też znaleźć zastosowanie przy monitorowaniu innych źródeł emisji CO₂, takich jak kominy przemysłowe czy wysypiska śmieci.

Co dalej?

Zespół z Monachium planuje teraz rozszerzyć testy na kolejne wulkany, w tym te w Islandii i Indonezji. Chcą też wyposażyć drony w czujniki do pomiaru innych gazów, takich jak dwutlenek siarki czy siarkowodór. W dalszej perspektywie możliwe jest stworzenie sieci dronów, które patrolowałyby aktywne wulkany na całym świecie.

Nowa metoda nie zastąpi całkowicie tradycyjnych badań – ale może sprawić, że staną się one rzadsze i bezpieczniejsze. A dla ludzi mieszkających u stóp wulkanów każda dodatkowa godzina ostrzeżenia przed erupcją to szansa na uratowanie życia.