[Reading] Predicting Volcanic Eruptions

 

 

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현대 화산학이전에, 사람들은 끔찍하게 지구지형의 과정에 대해 이해가 제한되어져있었다. 화산활동의 인과관계에대한 설명은 신의 활동에서부터 태양에서쏜 광선이 지구를 관통했다는 범위까지 다양했다. 그리고 화산 활동을 예견하기 위한 능력은 지각의 움직임이나, 분화구로부터 연기가 떠오르는것과 같은 직접적인 경고 신호를 보는것으로 국한되어졌다. 

대조적으로, 현대 지구물리학은 어마어마한 화산활동의 원인과 화산의 형성과 관련된 정보들의 보고를 만들어냈다. 과학자들에게 지구의 내부 층과 표면적 사이에 상호작용을 더 잘 이해할 수 있도록 하였다. 그러나, 운이 없게도, 어떤 화산들은 지속적인 순환에 의해서 일어나느것처럼 보였고, 반면 다른것들은 양상을 보이지 않거나, 사람들의 삶을 위험하게 통보 없이 일어나는 폭력적인 폭발전에 수세기동안 활동을 하지않은 것 처럼 보인다. 폭발하는 과정에 강도와 시간을 더 잘 이해하기 위해서, 폭발에 임박한 신호의 지표 특성을 전적으로 집중하여 이 분야를 연구하고 있다.

대부분의 경우에는, 화산 폭발은 그 기간에 지진의 활동이 증가하고, 지진이 점점더 빈번해지며, 실제 화산활동이 일어나게 되며 예고되어진다.  이 현상은 지구의 지각의 틈을 통해서 마그마의 상승과 화산 가스가 발생되어집니다.그리고 압력의 변동은 지하의 지각형성에 방해합니다. 이러한 전략적 지진계의 배치와 함께, 지구물리학자들은 그들이 녹은 돌과 지면으로 향해가는 가스를 따라감으로써 이러한 지진의 경로를 추적할 수 있었다.

화산이 활성되는 기간에, 과학자들은 미묘하지만 유형별로 상당한 차이와 지진활동의 강도를 24시간 내내 탐지하기 위해서 지진의 파동을 관찰합니다. 진동은 크게 단기간, 장기간, 조화진동 세 가지 범주로 분류되어집니다.
첫번 째는 지각판과 함께 단층 주변에서 발견되는것과 유사한 고주파 충격과 기반암 물질이 처음붕괴가 일어난다.
만약 이러한 약한 신호가 증폭하거나 더 오랜기간 동안 진동이 시작된다면, 그들은 장기 주파수 대체될 수 있는데, 지진  활동이 그 벽을 따라, 화산 관에서 에너지를 만들어내는것은 신뢰할만한 신호이다. 조화진동은 지속적인 저주파 진동으로 때때로 표면에서 들리기도하는데, 지속적인 지하의 마그마의 움직임과 관련이있다. 극적인 장기로의 확산이나, 조화진동의 발생은 아장 걱정스러운 경우를 나타내는데, 이것은 화산 굄 안에서 증가된 가스의 압력을 나타내어, 종종 폭발의 직접 적인 전조증상이다.

마그마나 가스의 움직이 위로향하는것은 명백한 특징중 하나이고, 일반적으로 화산활동은 열이 존재한다. 녹은 돌과 가스는 화산 가운데에서 모인다. 일부 모이게된 열 에너지는 표면으로 이동하게 된다. 그러므로, 과학자들은 표면아래에서 화산의 활동 여부를 탐지하기위해 열의 변동성을 관찰합니다. 이것은 해내기 위한 가장 간단한 방법은 연구자들을 주변 호수에 온도계와 함께 보내거나, 또는 화산주위의 공기의 온도나 물의 온도 측정하도록 하는것입니다. 효과적이기는 하나, 이러한 방법은 과학자들이 유황 이산화탄소와 같은 독성이있는 기체에 노출되어 위험하도록 합니다. 그리고 또한 직접 인근에 배치하는건 잠재적인 폭발할 가능성이 있습니다. 게다가 정기적으로 화선 연구자들이 접근하도록하는 것은 도전입니다, 특히, 먼 지역에 위치한 화산의 경우 더욱 그러하다.

이러한 장애물을 극복하기 위해, 화산학자들은 화산활동의 관찰을 돕기위해서 원격탐사 장비로 전환하였다. 적외선 온도계는 다양한 파장에서 방사능을 탐지할수있었고, 화산의 표면과 직접 접근할 필요도록 하였다. 게다가, 어떤 탐사장비들은 그림으로 열 방사선을 나타내었고, ASTER이라는 한 그림화 하는 장비는 화산 열 양상에 과학자들이 지도를 형상화 하도록 도움을 주도록 정기적 간격에 적외선 이미지를 전송할 수 있는 능력이있었다.  예를들어 2003년, ASTER은 열 이상과 알래스카 시샬딘산에서 꼭대기에서 내뿜어내는 수증기 기둥을 감지 하도록 도움이 되었고, 두달 더 이후에 폭발의 전조 였고, 수천 미터의 잿더미를 쏘아 공기중으로 날렸다. 

지각 변형의 측정법은 그 지역 주변에 활화산 종종 부풀리고, 축소시킴으로서 또는 , 마그마가 배수 체계에서 안과 밖으로 움직이도록하여 이동시킴으로써 연구원들에게 또다른 유용한 도구였다. 그 유통과 지각변동률은 화산속에서  일어나는 과정에대한 단서를 제공하였다. 예를들어 하와이의 하우나로아의 꼭대기가 부푸는것은 마그마가 안으로 이동하고, 그 꼭대기 마그마 굄으로 확장되기 때문에 일어납니다. 이러한 변동은 일반적으로 포착하기 어렵고, 정확한 조사 도구나 경사계나 변형계를 통해서만 탐지가 가능하다. 몇미터의 지각 움직임은 큰 지진이 있어낫거나, 마그마가 조산대를 따라서 표면 방향으로 힘을 가할때 일어납니다. 특히 부푼량이 증가되고, 만약 황 이상화탄소 방출이 층가와 지진 떨림이 일어난다면, 엄청나게 폭발이 임박한 엄청 가능성이 있는 신호이다.

여전히, 화산폭발을 예상하는것의 진보는 항상 성공적이지 않다. 1999년 지역 주민들은 퉁구라화 화산의 임박한 폭발의 공식적인 경고로인해 반복적으로 그들의 집을 대피할것을 강요받았다. 화산을 폭발시킬 촉매체가 없었을 때, 사람들은 예상에대한 신념을 잃었고, 그들은 그들의 집으로 돌아갔다. 그 예측실패는 또한 지속적이지 않은 관찰로 이어졌고, 그리고 연속적인 폭발이 2006년 1월과 8월에 일어났을때, 사전에 경고가 없엇고, 지역 거주자들은 그 지역을 떠나지 못했다.