Medische beeldvormingstechnologie onthult wat er werkelijk onder de vulkaan ligt: ​​ScienceAlert

We hebben nog nooit zo’n vulkaan van binnen gezien. Onderzoekers hebben een slimme nieuwe beeldvormingstechniek ontwikkeld waarmee we in deze gigantische natuurlijke kaders kunnen kijken naar ongekende niveaus van detail en diepte.

Het onderzoeksteam, van het Franse Nationale Centrum voor Wetenschappelijk Onderzoek (CNRS) en het Parijse Instituut voor Planetaire Fysica (IPGP), leende enkele ideeën van medische beeldvorming en optische microscopen om tot hun aanpak te komen.

Het is een nieuwe kijk op een bestaande techniek die bekend staat als array-imaging, en helpt een aantal problemen bij het in kaart brengen van vulkanen te overwinnen, zoals het niet hebben van zoveel sensoren (bekend als geofoons) om in te loggen. Seismische golven echoot door het land.

Terwijl deze golven golven, kunnen ze worden geïnterpreteerd om verschillende soorten materialen en verschillende soorten lay-outs in de aardkorst te identificeren. Met behulp van matrixbeeldvorming zou deze interpretatie veel eenvoudiger moeten worden.

“Vulkaanuitbarstingen vereisen een zorgvuldige monitoring van de magmadruk en inflatie om de voorspelling te verbeteren.” Hij schrijft De onderzoekers in hun gepubliceerde artikel.

“Het begrijpen van diepe magma-opslag is van cruciaal belang voor de risicobeoordeling, maar het in beeld brengen van deze systemen is een uitdaging.”

Voor de proefpersoon kozen de onderzoekers La Soufrière-vulkaan In Guadeloupe, in het Caribisch gebied. De dekking van het netwerk van geofoons dat op deze specifieke locatie wordt gebruikt, werd door onderzoekers omschreven als ‘schaars’.

De wiskunde en natuurkunde achter deze innovatieve aanpak zijn vrij compact, maar het team heeft in wezen een nieuwe manier gecreëerd om gegevens van meerdere geofoons te combineren om details te zien die individuele vaste telefoons niet op zichzelf kunnen vastleggen.

Een deel van het succes van deze techniek ligt in het verminderen van de vervormingen die optreden wanneer seismische golven weerkaatsen op verschillende ondergrondse elementen, door gebruik te maken van het zogenaamde geheugeneffect om de vervormingen te reverse-engineeren om erachter te komen wat de oorspronkelijke signalen waren.

“Met behulp van verstoringsbestendige golfcorrelaties ontwart array-imaging met succes golfvervormingen, waardoor de interne structuur van La Soufrière tot op een diepte van 10 kilometer (6,2 mijl) met een resolutie van 100 meter (328 voet) wordt onthuld.” Hij schrijft Onderzoekers.

Ontdekkingen uit dit specifieke onderzoek omvatten onder meer het bestaan ​​van meerdere complexe lagen van ondergrondse magma-opslag, en de manier waarop deze lagen zich verhouden tot andere diepe geologische kenmerken.

Uiteraard betekenen al deze aanvullende gegevens een beter begrip van wat er in de vulkaan gebeurt, wat betekent dat we nauwkeuriger kunnen voorspellen wanneer een uitbarsting zal plaatsvinden – wat in sommige delen van de wereld een aanzienlijk aantal levens zou kunnen redden.

Wat veelbelovend is, is dat er geen extra sensoren nodig zijn, omdat matrixbeeldvorming kan werken met reeds bestaande gegevens. De onderzoekers hebben er vertrouwen in dat de methoden die ze hier gebruikten ook op andere locaties toepasbaar zijn.

“Array-imaging zou daarom een ​​revolutionaire verandering kunnen worden in de manier waarop wetenschappers vulkanische systemen begrijpen en modelleren.” Hij schrijft Onderzoekers.

Het onderzoek is gepubliceerd in Aarde- en milieucommunicatie.