火山离喷发越近,从太空看,周围的树木就越绿

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1.科学家们发现通过观察火山周围树木的绿色程度,能判断火山是否即将喷发,树叶颜色越鲜艳,可能意味着火山爆发风险越高。

2.美国宇航局(NASA)与史密森尼学会合作开发了一种从太空监测火山喷发的方法。

3.目前,火山即将喷发的指标包括地震活动、地面高度变化以及二氧化硫排放,这些指标在太空中都是可见的。

4.此外,科学家们还在研究通过火山周围树木的颜色来监测二氧化碳的方法。

5.为了拓展新方法的潜力,研究人员启动了机载验证统一实验:陆地到海洋(AVUELO)。

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科学家们发现,通过观察火山周围树木的绿色程度,竟能判断火山是否即将喷发,树叶颜色越鲜艳,可能意味着火山爆发风险越高。

此前,这些细微的颜色变化只能从地面观测到,但最近研究人员找到了一种从太空监测的新方法。

美国宇航局(NASA)本月早些时候发布声明称,NASA和史密森尼学会开展的新合作或许会成为“改变游戏规则”的举措,有助于探测火山喷发的最初迹象。这些迹象能够帮助保护周边社区免受火山爆发的严重危害,如熔岩流、喷发的岩石、火山灰、泥石流以及有毒气体云等。

“火山早期预警系统是存在的,”火山学家、加利福尼亚州美国宇航局艾姆斯研究中心地球科学部主任弗洛里安·施万德纳在声明中表示,“我们的目标是让这些预警系统更完善,并且能更早地发挥作用。”

目前,火山即将喷发的指标包括地震活动、地面高度变化以及二氧化硫排放,这些指标在太空中都是可见的。科学家们还会关注与地球表面附近岩浆相关的二氧化碳(CO₂)排放,但由于二氧化碳在大气中无处不在,用卫星确定这些排放比确定二氧化硫排放更为困难。

“火山排放的少量二氧化碳或许预示着火山即将喷发,但这种排放不会在卫星图像中显现出来,”加拿大麦吉尔大学火山学博士生罗伯特·博格在声明中说。

不过,研究人员对检测这些二氧化碳排放特别感兴趣,因为根据声明,二氧化碳是火山即将喷发的最初迹象之一,甚至比二氧化硫出现得更早。

为此,科学家们一直在研究通过火山周围树木的颜色来监测二氧化碳的方法。从即将喷发的火山中飘出的二氧化碳云,会促进周围树木和植物的生长,使它们的叶子更绿、更茂盛。

“我们的整体思路是找到一种可以直接测量的东西,而不是直接测量二氧化碳,”博格在声明中说。

图片智利南部的 Chaitén 火山于2008年5月2日喷发,这是9000年来的第一次喷发。监测火山附近植被变化的NASA卫星可能有助于提前发出喷发警告。

直到最近,科学家们若想测量火山的二氧化碳水平,还需长途跋涉前往火山。而利用树叶颜色作为火山气体浓度的指标,研究人员无需再进入偏远且潜在危险的地区,卫星就能完成大部分监测工作。

2024年发表在《环境遥感》杂志上的一项研究表明,二氧化碳与意大利埃特纳火山周围的树木之间存在很强的关联性。该研究作者使用Landsat 8和其他地球观测卫星在2011年至2018年间拍摄的照片,结果显示,二氧化碳含量和植被绿度出现了16个明显的峰值,这与岩浆从火山向上迁移的时间相吻合。

“我们可以利用大量卫星来进行这种分析,”该研究的主要作者、德克萨斯州休斯顿大学火山学博士生妮可·吉恩在声明中说。

然而,从太空测量树木的绿色度并非在所有火山环境中都适用。声明指出,许多火山周围没有树木,或者树木数量不足以用卫星进行测量。而且,一些树木和森林可能会对不断变化的二氧化碳水平做出意外反应,例如受到火灾、疾病或异常天气条件的影响。

“追踪火山二氧化碳对树木的影响并非万能之策,”施万德纳说,“但这确实可能改变现有的监测方式。”

为了拓展新方法的潜力,来自NASA、史密森尼学会和其他组织的研究人员最近启动了机载验证统一实验:陆地到海洋(AVUELO),该项目会将火山周围树木的卫星图像与地面观测结果进行比较,目的是确保数据一致,以便科学家能够校准星载仪器,推动相关研究向前发展。

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