新しい技術により、イエローストーンでの火山排出量の監視がガスになります。

Yellowstone Caldera Chronicles は、Yellowstone Volcano Observatory の科学者と協力者によって書かれた週刊コラムです。 今週の投稿は Blaine McCleskey と David Roth は、米国地質調査所の研究化学者です。

地震活動、地面の動き、およびガス放出の変化は、火山の再覚醒を知らせることができます。 世界中の多くの火山には、過去数十年にわたってセンサーが装備されており、科学者が地震や地面の動きをリアルタイムで継続的に観察できるようになっていますが、ガス監視技術が地球物理学的対応物に追いつき始めたのはごく最近のことです。

従来、火山ガスの監視は、科学者が現場に出向き、潜在的に危険な地域でサンプルを収集し、続いて実験室で詳細な化学分析を行うことに依存していました。 しかし、最近の技術的進歩により、科学者は、ガスの組成と放出速度 (「フラックス」) を継続的に測定し、これらのデータを火山観測所に直接送信して地震や地動データと統合できるフィールド機器を配備できるようになりました。火山システム内で地下で何が起こっているかについて、より包括的なビューを提供します。

イエローストーンでは、シューという音を立てる噴気孔、泡立つプール、蒸気を発する地面の有名な広がりからのガスの組成とフラックスの変化は、火山活動と熱水活動に関連している可能性があります。 残念ながら、イエローストーンで連続ガス センサーを操作することはかなりの課題です。厳しい冬と遠隔地では、機器に電力を供給し、天文台にデータを送信することが困難です。しかし、YVO の科学者は進歩を遂げています。

プロトタイプ システムは、2018 年から 2020 年にかけてノリス ガイザー ベイスンの近くで運用され、冬季を乗り切るために必要な電力要件と、衛星リンクを使用してデータを科学者に無線送信する方法に関する経験を提供しました。 昨年、新しいマルチ GAS (多成分ガス分析システム) ステーション (「MUD」) がマッド火山熱地域に設置され、H2O、CO2、H2S、およびイエローストーンの SO2。 これらのデータは、YVO の監視ページ (usgs.gov/volcanoes/yellowstone/monitoring) で入手でき、蒸気が凝縮し、H2S が液体の水によって「洗浄」されるときに、冬の温度が低いとガス組成に大きな季節変動が生じることを示しています。監視局が検出する量。

今年、科学者たちは、新しい渦共分散ステーションを設置して、マッド火山地域のガス監視機能を大幅に強化しました。 渦共分散は、植物の林冠と大気の間のガスと熱のフラックスを測定するために、農業および生態系の研究で数十年にわたって使用されてきた手法です。 火山と熱水モニタリングは比較的新しいものですが、渦共分散は、カリフォルニア州マンモス マウンテンで火山の CO2 排出量を継続的に測定するために 8 年以上使用されてきました。 したがって、渦共分散は、イエローストーンの熱水域からのガスと熱水熱の両方のフラックスを監視するエキサイティングな機会を提供します。その変化は、熱水または火山活動の可能性を示す可能性があります。

暫定的な結果は、泥火山地域からの CO2 フラックスが非常に高いことを示しています (1 日あたり 1 平方メートルあたり最大 15,000 グラムの CO2、または森林土壌からの CO2 フラックスの約 1000 倍)。 泥火山地域はすでに大量の CO2 を放出することが知られていましたが、CO2、H2O、および熱フラックスをリアルタイムで継続的に監視し、風と大気の温度、圧力、湿度とともに、これらの放出の方法と理由についての理解を大幅に深める必要があります。時間とともに変化します。 また、MUD マルチ GAS ステーションと渦共分散ステーションを組み合わせることで、イエローストーン火山システム内の潜在的な不安を示す可能性のあるガスと熱の放出の変化をリアルタイムで検出するための強力なツールが提供されるはずです。