رصد الفولكان الخارق: التكنولوجيات والتحديات في حالات الحمل

إن إدماج هذه التكنولوجيات - السيزمية، والتشوه، والغاز، والحرارية، والثقوب - يخلق نظاما متعدد المستويات للرصد، ولكن حتى مع هذه الترسانة، يظل التنبؤ بالإخضاع أحد أكبر التحديات التي تواجه الجيوفيزياء.

التحديات في حالات الحمل

والفولكان الخارقون نادرون - ومن المعروف أن حوالي ٢٠ شخصا قد اندلعوا في السنتين الماضيتين - وأن فترات التكرار لنظام واحد يمكن أن تكون عشرات الآلاف إلى مئات الآلاف من السنين، وهذه الندرة في البيانات تخلق قيودا أساسية.

مشكلة " الشمالية " غير الحقيقة ضد الإرغام الشديد

إن جميع الفولكانيات السوبر التي رصدت تقريباً تُظهر فترات اضطرابات - أي أعواد الزلازل، والارتفاع الأرضي، وإطلاقات الغاز - وفي يلوستون، شهدت أرضية الكالسنة عدة حلقات من الرفع والتخريب منذ السبعينات، يرافقها كل منها آلاف الزلازل، ومع ذلك لا يمكن لأي من هذه الحوادث أن يُحدث ثورة، ويميز بين الاضطرابات التي حدثت في المنطقة التي تصيبها الاضطرابات الاضطرابات الحادية.

Incomplete Geologic Record and Long Recurrence Intervals

إن التآكل والدفن والنشاط التكتوني يحجب رواسب عمليات التصريف السابقة، كما أن المحفز العالمي لعمليات التصريف غير كاملة، وأعمار العديد من الأحداث غير مقيدة، وبدون عينة إحصائية قوية، من الصعب تقدير احتمال حدوث انفجار في إطار نافذة زمنية معينة، علاوة على أن سلوك غرفة المغناطيس لا يزال مفهوما بصورة مباشرة.

المركب والمتعددة الأبعاد

فالفولكان الخارق ليس مجرد مزيج من الماما، إذ أن التخصيب السيزمي يظهر أنها تحتوي على غرف متعددة مترابطة، ومناطق مائية، وأجهزة مشابهة للسيارات، ويمكن أن تختلف أجزاء من نظام مائلة من بضع في المائة ( " مقطع خام " ) إلى 50 في المائة (سوائل قابلة للانفجار) وقد يتطلب الانتقال من دولة متحركة إلى سلسلة مكبرة.

جدول زمني وسلوك بيانات

ولم تُقام معظم شبكات الرصد إلا منذ عقود قليلة - بلينك جيولوجي - وعلى سبيل المثال، بدأ الرصد المستمر للنظام العالمي لتحديد المواقع في يلوستون في أواخر التسعينات، مما يجعل من المستحيل التمييز بين السلوك الزجري المتباعد النطاق من الاتجاهات الطويلة الأجل نحو الاندلاع، وبالإضافة إلى ذلك، يوجد العديد من الفولكان الخارقين في مناطق نائية أو غير مستقرة سياسيا، مما يجعل نشر وصيانة مواقع الأسطول في إندونيسيا أمرا صعبا.

الكشف عن إشارات الوكيل في بيانات نوزي

وتنتج كل تقنية للرصد بيانات غير مؤكدة، ويمكن أن تلوث الإشارات السيزمية بتفجيرات الأحجار أو حركة المرور أو الرياح، وتشمل بيانات النظام العالمي لتحديد المواقع تفاوتات موسمية من المياه الجوفية وحمولة الثلج، وتتغير مقاييس تدفق الغازات اختلافا كبيرا بسبب طفرة الطقس والتربة، ويحتاج نشر إشارة مغناطيسية حقيقية من الضوضاء إلى تحليل إحصائي متطور وخطوط متعددة مستقلة للأدلة، وفي كثير من الأحيان، فإن " الحدث النهائي " لا يصبح واضحا بعد وقت مبكر.

وهذه التحديات هائلة، ولكن الباحثين يطورون نُهجا جديدة لدفع حدود ما هو ممكن.

آخر التطورات والاتجاهات المستقبلية

ويجري تشكيل الجيل القادم من رصد الفولكان السوبر من قِبل قواتين: تفجير البيانات من أجهزة الاستشعار الجديدة وتطبيق نظام التعلم الآلي لتفسير تلك البيانات، كما أن التعاون الدولي يتوسع ويجمع الموارد عبر البلدان لدراسة أكثر النظم خطورة.

تعليم الآلات والاعتراف بالأدوات

وقد تكون البيانات الضخمة التي تنتجها صفائف السيزمية وشبكات النظام العالمي لتحديد المواقع والصور الساتلية مثالية لتصويرات حركة تحرير الكونغو، وفي كاليفورنيا، يقوم العلماء في مرصد كاليفورنيا للأشعة فوق البنفسجية [FLT:] باستخدام شبكات عصبية عميقة للتمييز بين الزلازل البركانية والزلازل التي تلتها بكثونية ذات دقة 95 في المائة.

وتستخدم تكنولوجيا ثورية تسمى الاستشعار الصوتي الموزَّع الكابلات الألياف الضوئية الموجودة كصفوف سيزمية كثيفة، وترسل النبضات الخفيفة إلى أسفل الكابل، وتسجل فحوصات دقيقة على طوله، وفي عام 2021، قامت دراسة تجريبية في مرصد ييللوستون