Pesquisadores analisam gases vulcânicos com a ajuda de sistemas de sensores ultraleves, usando drones para monitorar vulcões.
Os principais gases liberados pelos vulcões são vapor de água, dióxido de carbono e dióxido de enxofre. A análise destes gases é uma das melhores formas de obter informação sobre os sistemas vulcânicos e os processos magmáticos em curso. A proporção dos níveis de dióxido de carbono para os níveis de dióxido de enxofre pode até mesmo revelar a probabilidade de uma erupção iminente. Drones são empregados para transportar os sistemas analíticos necessários para o local da atividade.
Os principais gases liberados pelos vulcões são vapor de água, dióxido de carbono e dióxido de enxofre. A análise destes gases é uma das melhores formas de obter informação sobre os sistemas vulcânicos e os processos magmáticos em curso. A proporção dos níveis de dióxido de carbono para os níveis de dióxido de enxofre pode até mesmo revelar a probabilidade de uma erupção iminente. Drones são empregados para transportar os sistemas analíticos necessários para o local da atividade. No entanto, devido ao seu tamanho, o transporte dos drones para os locais de operação exigiu, até o momento, despesas significativas. Uma equipe liderada pelo professor Thorsten Hoffmann da Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) recentemente avaliou o potencial de usar um pequeno drone de observação portátil em regiões remotas. Este sistema de drones muito compacto pode até ser transportado a pé para locais de acesso extremamente difícil. Além disso, requer apenas preparações mínimas de voo e administrativas para operação como plataforma de observação aérea.
As erupções podem ser previstas com base na liberação de gases vulcânicos
As descargas de gás dos vulcões consistem principalmente de vapor d’água, dióxido de carbono e dióxido de enxofre. As emissões de gases liberados estão entre os poucos sinais químicos que fornecem evidências dos processos que ocorrem em sistemas magmáticos localizados profundamente abaixo da superfície e, portanto, inacessíveis. Já há algum tempo, os pesquisadores assumiram que a análise dessas emissões voláteis poderia desempenhar um papel central na melhoria da previsão de erupções vulcânicas. Um parâmetro particularmente promissor quando se trata de vigilância de mudanças na atividade vulcânica é a razão de concentração de dióxido de carbono para dióxido de enxofre nos gases liberados. De facto, foram observadas alterações deste rácio imediatamente antes da erupção de vários vulcões, entre os quais o Etna. Infelizmente, o lado prático de compilar uma série temporal contínua de composições de gás representa um grande desafio. A amostragem manual direta por meio da escalada do vulcão é árdua e demorada, sem mencionar os perigos potenciais caso ocorra uma erupção repentina. Por outro lado, equipamentos de monitoramento estacionários muitas vezes não registram dados representativos sobre a composição dos gases, principalmente devido à mudança na direção do vento.
Os drones de medição podem superar esses problemas e já foram usados para medir as características químicas dos gases vulcânicos. Em particular, o risco para os vulcanólogos de serem ameaçados por mudanças repentinas na atividade vulcânica é significativamente reduzido pelas maiores distâncias envolvidas. Além disso, os drones permitem alcançar fontes de emissão de difícil ou mesmo impossível acesso, como fumarolas em terrenos íngremes e escorregadios ou partes mais antigas da pluma que normalmente estão localizadas em áreas a favor do vento e em altitudes mais elevadas. Até agora, apenas drones maiores foram empregados para o monitoramento de vulcões e, é claro, isso se mostrou problemático em vista do afastamento das regiões nas quais a maioria dos vulcões pode ser encontrada. “É por isso que pequenos,Relatórios Científicos .
Sistema de drone pequeno que pode ser carregado em uma mochila
Em colaboração com a vulcanóloga Dra. Nicole Bobrowski, da Universidade de Heidelberg e do Instituto Nacional de Geofísica e Vulcanologia (INGV) em Catania, a equipe de pesquisa de Mainz está testando um minúsculo drone comercial pesando menos de 900 gramas equipado com sensores miniaturizados e leves. Essa combinação que não pesa mais que uma garrafa de água mineral poderia ser transportada facilmente para o local em uma mochila. Mas não é apenas o peso do drone que é crucial. “Precisamos obter dados em tempo real sobre os níveis de dióxido de enxofre, pois isso nos permite saber quando estamos realmente em contato com a pluma vulcânica, algo que se move prontamente ao longo do tempo em resposta a fatores atmosféricos. A localização de uma pluma apenas por meios visuais a uma distância de vários quilômetros é praticamente impossível”, acrescentou o professor Hoffmann,
O projeto está recebendo apoio financeiro do TeMaS — Terrestrial Magmatic Systems, uma das oito Áreas de Pesquisa de Alto Potencial da JGU. O objetivo do TeMaS, que é uma colaboração de pesquisadores de Mainz, Frankfurt, Heidelberg e Munique, é entender as conexões entre os processos magmáticos no manto da Terra e a atmosfera, combinando o conhecimento de disciplinas tão diversas quanto a petrologia experimental e a química atmosférica .
Fonte da história:
Materiais fornecidos por Johannes Gutenberg Universitaet Mainz .
Referência do periódico :
- Niklas Karbach, Nicole Bobrowski, Thorsten Hoffmann. Observando vulcões com drones: estudos da química da pluma vulcânica com sistemas de sensores ultraleves . Relatórios Científicos , 2022; 12 (1) DOI: 10.1038/s41598-022-21935-5
