Геологи научились контролировать опасные вулканы с помощью дронов

Немецкие вулканологи освоили новый способ безопасного изучения активных вулканов с помощью дронов. Наблюдения с беспилотников позволяют создавать трехмерные модели с сантиметровым разрешением и точно предсказывать начало извержения. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.

Из-за труднодоступности и высоких рисков обрушения или взрыва наблюдения за активными вулканами с близкого расстояния всегда были проблемой в вулканологии. Ученые из Потсдамского центра наук о Земле имени Гельмгольца (GFZ) разработали новый метод оценки динамики опасных вулканов с помощью оптических и тепловизионных камер, установленных на беспилотные летательные аппараты.

Дроны использовались для наблюдения за куполом вулкана Санта-Мария в Гватемале и состоянием пробки вязкой лавы в его жерле. Ученые впервые увидели два разных типа движения купола: медленное расширение и рост, и быстрое выдавливание вязкой лавы.

«Мы оснастили беспилотник разными камерами, — приводятся в пресс-релизе центра слова руководителя исследования Эдгара Цорна (Edgar Zorn). — Затем через определенные промежутки времени мы летали над кратером, измеряя движения потока лавы и купола, используя стереофотосъемку с невиданной ранее точностью».

Ученые задействовали два беспилотника, один из которых был оснащен фотокамерой высокого разрешения, а второй — тепловизором. Сравнив данные нескольких серий снимков, ученые определили скорость потока, характер движения и температуру поверхности вулкана, а также физические свойства лавы. Все эти параметры важны для прогнозирования опасных взрывов и извержений.

Для того чтобы с точностью до сантиметра сопоставлять снимки разных серий, авторы разработали специальный компьютерный алгоритм, на основе которого они построили на основе этих изображений подробные топографические и температурные 3D-модели вулканического конуса Калиенте вулкана Санта-Мария.

«3D-модели различных полетов должны быть идеально сопоставлены. Это требует кропотливой детализации, но усилия того стоят, потому что при таком подходе даже минимальные движения становятся сразу видимыми», — говорит Цорн.

«Мы показали, что использование беспилотников дает возможность регулярного и систематического измерения параметров даже самых опасных и активных вулканов на Земле с близкого расстояния», — продолжает еще один автор исследования Томас Уолтер (Thomas Walter), вулканолог из GFZ.

Авторы отмечают, что хотя исследования с помощью дронов значительно снижают риски для вулканологов и стоимость работ, самая большая проблема нового метода заключается в последующей обработке снимков и расчете моделей.