أصبحت مراقبة البراكين الطويلة المدى قابلة التحقيق من خلال تطوير كاميرا “إس أو 2” (SO2) التي يمكنها رصد انبعاثات غاز ثاني أكسيد الكبريت ومن ثم التنبؤ بالثورات البركانية المستقبلية، وفقا لنتائج دراسة جديدة نشرت في الرابع من أبريل/نيسان الجاري في دورية “فرونتيرز إن إيرث ساينس” (Frontiers in Earth Science).
تستخدم الأداة المقترحة مستشعرا لا يختلف عن مستشعرات كاميرا الهاتف الذكي، تم تعديله لجعله حساسا للأشعة فوق البنفسجية، وبالتالي يتمكن من اكتشاف ثاني أكسيد الكبريت. وتعتبر الكاميرا أقل تكلفة بكثير وأكثر فاعلية في هذا المجال من النماذج السابقة التي تكلف أكثر من 20 ألف دولار.
دقة عالية وتكلفة منخفضة
انبعاثات الغاز هي التعبير المرئي عن النشاط الذي يحدث داخل البركان. وقد أصبحت كاميرات رصد الأشعة فوق البنفسجية وثاني أكسيد الكربون حاسمة لقياس مثل هذه الانبعاثات منذ منتصف العقد الأول من القرن الـ21.
مع ذلك، ونظرا لأن مثل هذه الإجراءات تتطلب وجود المستخدم أثناء عملية الرصد، فإن الكاميرات المستخدمة في الرصد في الوقت الحالي ليست مناسبة لجمع مجموعات البيانات الطويلة الأجل، علاوة على ارتفاع تكاليفها.
في الدراسة الجديدة، تمكّن الباحثون من كسر هذه الحواجز وتطوير كاميرا “إس أو 2” لقياس معدلات الانبعاث من البراكين باستمرار دون الحاجة إلى الوجود بقرب الكاميرا، أو أن يشهد الباحث عملية الرصد، وإنما يمكن إجراء هذه القياسات من خلال المستشعرات الشديدة الحساسية للأشعة فوق البنفسجية التي ترصد انبعاثات غاز ثاني أكسيد الكبريت بدقة شديدة، وفقا لتوماس ويلكس المؤلف الرئيسي للدراسة والباحث في مرحلة الدكتوراه في الجغرافيا الطبيعية بجامعة شيفيلد البريطانية.
وأوضح ويلكس، في تصريح للجزيرة نت عبر البريد الإلكتروني، أن مستوى كفاءة الأداة المقترحة وسعر تكلفتها المنخفض يجعلانها أحد أفضل الحلول للاستخدام لأغراض التنبؤ بالثورات البركانية، خاصة أن سعر التصميم الجديد يقدر بحوالي 5 آلاف دولار أميركي فقط، مما يجعل تكلفة الأجزاء – وبعضها مطبوع ثلاثي الأبعاد- أقل من ربع تكلفة الطرازات السابقة.
ويضيف ويلكس “نقدم أيضا برنامجا سهل الاستخدام ومتاحا مجانا للتحكم في الأداة ومعالجة البيانات المكتسبة بطريقة قوية، إذ يمكن لكاميرا “إس أو 2″ توفير بيانات ذات دقة زمنية ومكانية أعلى. كما يتميز النظام بالكفاءة في استخدام الطاقة، حيث يبلغ متوسط استهلاك الطاقة 3.75 واط، أي حوالي نصف ما كان مطلوبا لتشغيل التصميمات السابقة”. كما تعمل الكاميرا المقترحة على عدد أقل أو أصغر من الألواح الشمسية أو البطاريات، مما يقلل التكلفة الإجمالية بشكل أكبر.
تجارب ميدانية ناجحة
يعتقد الباحثون أن الكاميرا المقترحة ستكون أكثر فائدة بالنسبة للباحثين في علم البراكين الذين لا تتوفر لهم ميزانيات كبيرة لإجراء القياسات الميدانية، كما ستكون الأداة مفيدة بشكل خاص في المواقع التي يوجد فيها القليل من مصادر الطاقة الشمسية.
لإجراء الدراسات الميدانية والتحقق من كفاءة الكاميرا، أجرى المؤلفون دراسات على مجموعتين منفصلتين من البيانات المأخوذة من بركان “لاسكار” (Lascar)، وهو بركان في تشيلي داخل المنطقة البركانية المركزية في جبال الأنديز، التي تمتد عبر بيرو وبوليفيا والأرجنتين وتشيلي، بالإضافة إلى البيانات المستمدة من بركان “كيلاويا” (Kilauea) في هاواي، حيث أثبتت الكاميرا كفاءة في العمل بشكل مستمر دون انقطاع، وفقا للبيان الصحفي المنشور على موقع “يوريك ألرت” (EurekAlert).
وعلى الرغم من كونها فعالة من حيث التكلفة وسهولة الاستخدام، فإن الباحثين أشاروا إلى وجود بعض القيود المفروضة على كاميرات ثاني أكسيد الكبريت، مثل أنها تعتمد على حالة الأرصاد الجوية، وتعمل بشكل أفضل تحت سماء زرقاء صافية عندما يتحرك عمود الغاز البركاني بزاوية 90 درجة في اتجاه الرؤية.