วาคารีหรือเกาะไวท์ ภูเขาไฟปล่อยก๊าซปากโป่งก่อนจะปะทุ ข้อมูลแสดง เมื่อวันที่ 9 ธันวาคม 2019 มีเมฆไอน้ำและก๊าซภูเขาไฟระเบิดจากภูเขาไฟ Whakaari หรือ White Island ของนิวซีแลนด์ เมื่อเทียบกับการปะทุของภูเขาไฟอื่น การระเบิดมีขนาดเล็ก แต่มีผู้เสียชีวิต 22 รายและบาดเจ็บอีก 25 ราย หลายคนได้รับบาดเจ็บสาหัส

นักวิทยาศาสตร์ได้เปิดเผยว่าก๊าซที่ปล่อยออกมาจากภูเขาไฟนั้นเปลี่ยนแปลงไปอย่างละเอียดก่อน ระหว่าง 

และหลังการปะทุปี 2019 โดยใช้ข้อมูลดาวเทียมความละเอียดสูงและอัลกอริธึมของคอมพิวเตอร์โดยใช้ข้อมูลดาวเทียมและอัลกอริธึมของคอมพิวเตอร์ นักวิจัยรายงานวันที่ 18 มิถุนายนใน Science Advancesการสังเกตการเปลี่ยนแปลงเล็กๆ น้อยๆ ดังกล่าวโดยใช้ดาวเทียมสามารถปรับปรุงการตรวจสอบภูเขาไฟได้อย่างมาก และช่วยระบุการเตือนล่วงหน้าเกี่ยวกับการปะทุของภูเขาไฟ

นักภูเขาไฟวิทยามักใช้เครื่องมือบนพื้นเพื่อช่วยเตือนการปะทุ ตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของก๊าซ เช่น คาร์บอนไดออกไซด์และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ที่ไหลซึมออกมาจากภูเขาไฟอย่างเงียบ ๆ ระหว่างการระเบิด แต่มีการตรวจสอบภูเขาไฟเพียงประมาณ 50 ลูกทั่วโลกด้วยวิธีนี้ ดาวเทียมถูกใช้เพื่อศึกษาพวยพุ่งของภูเขาไฟขนาดใหญ่ แต่ยานโคจรไม่ได้ถูกใช้เพื่อตรวจจับก๊าซที่ปล่อยออกมาจากการปะทุเล็กน้อย

เมื่อเทียบกับการปะทุขนาดใหญ่ เช่น การระเบิดที่ตัดหัว Mount St. Helens ของวอชิงตันในปี 1980 การปะทุขนาดเล็กเกิดขึ้นบ่อยกว่า นักภูเขาไฟวิทยา Mike Burton แห่งมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ในอังกฤษกล่าวว่า พวกมันจึงเป็นภัยคุกคามต่อผู้คนมากขึ้น

โดยบังเอิญดาวเทียม Sentinel-5 Precursorบินเหนือ Whakaari 

ประมาณหนึ่งชั่วโมงหลังจากการปะทุปี 2019 และรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับแสงที่สะท้อนจากกลุ่มก๊าซที่พุ่งออกมาของภูเขาไฟด้วยเครื่องมือตรวจสอบ Tropospheric หรือ TROPOMI “สิ่งที่เรารู้ก็คือเราสามารถใช้ [ดาวเทียม] เพื่อดูการระเบิดขนาดเล็กที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนได้จริง” เบอร์ตันกล่าว

จากที่นั่งบนท้องฟ้า TROPOMI เหมาะกว่าเครื่องมือภาคพื้นดินในการรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับขนนกที่สูงตระหง่าน และเมื่อถึงเวลาที่ TROPOMI เคลื่อนผ่าน ขี้เถ้าและอนุภาคในอากาศอื่นๆ จำนวนมากที่สามารถเบลอการสังเกตพื้นดินของก๊าซที่ปะทุได้ตกลงหรือระเหยออกจากขนนก Burton และเพื่อนร่วมงานของเขาใช้อัลกอริธึมของคอมพิวเตอร์กับข้อมูล TROPOMI เพื่อคำนวณการโคจรย้อนกลับของก๊าซในขนนก – โดยพื้นฐานแล้วจะย้อนกลับการปะทุของภูเขาไฟ วิธีนี้ทำให้นักวิจัยสามารถประเมินปริมาณซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่ภูเขาไฟพ่นออกมาก่อน ระหว่าง และหลังการปะทุ

นักวิจัยพบว่า ประมาณ 40 นาทีก่อนที่ Whakaari จะปะทุ การปล่อยก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ของภูเขาไฟเพิ่มขึ้นจาก 10 กิโลกรัมต่อวินาทีเป็น 45 กิโลกรัมต่อวินาที ซึ่งส่งสัญญาณการปะทุที่อาจเกิดขึ้น และปริมาณซัลเฟอร์ไดออกไซด์และก๊าซอื่นๆ ก็เริ่มสูงขึ้น

GeoNet บริการตรวจสอบอันตรายทางธรณีวิทยาของนิวซีแลนด์ ได้แจ้งเตือนหลายสัปดาห์ก่อนการปะทุ หลังจากตรวจพบแรงสั่นสะเทือนของพื้นดิน ไกเซอร์ที่ปะทุขึ้นในทะเลสาบปล่องภูเขาไฟ และการปล่อยก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์โดยใช้เครื่องมือภาคพื้นดิน แม้ว่าบริษัททัวร์จะยังคงไปเยี่ยมชม เกาะ. แต่การศึกษาครั้งใหม่นี้นับเป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้ดาวเทียมเพื่อตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของสารซัลเฟอร์ไดออกไซด์ก่อนการปะทุเล็กน้อย

น่าแปลกใจที่ข้อมูลมากมายเกี่ยวกับการปะทุขนาดเล็กนี้สามารถรวบรวมได้โดยใช้ดาวเทียม Burton กล่าว “นั่นเป็นโอกาสที่น่าตื่นเต้นจริงๆ เพราะตอนนี้เราสามารถคาดหวัง [วัด] [การปะทุ] จากอวกาศได้อีกมากมาย” การเปลี่ยนแปลงของแรงสั่นสะเทือนที่เกิดจากการปะทุได้รับการบันทึกโดยสถานีแผ่นดินไหวบนเกาะและเปรียบเทียบผลลัพธ์ของนักวิจัย เมื่อการปล่อยซัลเฟอร์ไดออกไซด์และความสูงของขนนกเริ่มเพิ่มขึ้นในไม่กี่นาทีก่อนการระเบิด ความสั่นสะเทือนก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน

งานนี้แสดงให้เห็นว่าขณะนี้มีความเป็นไปได้ที่จะวัดการปล่อยก๊าซก่อนการระเบิดขนาดเล็กโดยใช้ดาวเทียม ซึ่งจะเสริมระบบบนพื้นดินและช่วยเตือนก่อนการปะทุ Jorge Andres Diaz นักภูเขาไฟวิทยาจากมหาวิทยาลัยคอสตาริกาในซานเปโดรกล่าว ไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษา “มัน [อาจเป็น] บรรทัดแรกในการตรวจสอบของคุณ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานที่ที่ห่างไกลมาก”

แต่การคาดการณ์การปะทุนั้นเกี่ยวข้องกับการพิจารณาปัจจัยหลายอย่างร่วมกัน รวมถึงปัจจัยที่ TROPOMI ไม่สามารถตรวจพบได้ เขากล่าว อาการสั่นเป็นตัวอย่างหนึ่ง ( SN: 6/17/19 ) นอกจากนี้ยังเป็นประโยชน์ในการตรวจสอบก๊าซที่ปล่อยออกมาอื่นๆ เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเมื่อใช้ร่วมกับการวัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ก็สามารถเปิดเผยได้เมื่อแมกมาใหม่ไหลเข้าสู่ห้องแมกมาของภูเขาไฟ ซึ่งอาจนำไปสู่การปะทุได้ แม้ว่า TROPOMI จะตรวจไม่พบคาร์บอนไดออกไซด์ แต่ดาวเทียมบางดวงก็ตรวจจับได้

“ฉันไม่ต้องการที่จะพูดว่าเราสามารถคาดการณ์การระเบิดได้อย่างสมบูรณ์แบบ เราทำไม่ได้” เบอร์ตันกล่าว “แต่นี่เป็นขั้นตอนสำคัญ มันเปิดพรมแดนใหม่ทั้งหมด”