Спутники NASA могут видеть, как вулканы посылают секретные сигналы через деревья

Совместная работа Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) и Смитсоновского института показала, что углекислый газ, выделяемый поднимающейся магмой, делает окружающую растительность зеленее. Это едва заметный, но отслеживаемый сигнал, который можно различить с помощью спутниковых снимков и наземных проверок. Ученые считают, это может быть способом раннего обнаружения вулканических волнений, чтобы спасать тысячи жизней.

Примерно десять процентов населения мира живет в районах, подверженных вулканическим опасностям. Им извержение может принести серьезные опасности, включая летящие камни, густой пепел и волны раскаленных газов. Даже те, кто находится дальше, могут столкнуться с серьезными угрозами, такими как оползни, падающий пепел или даже цунами, вызванные вулканическими взрывами. Поскольку остановить извержение вулкана невозможно, обнаружение ранних признаков активности имеет жизненно важное значение для обеспечения безопасности людей.

Оказывается, деревья могут предупредить нас о том, что вулкан готовится к извержению. Ученые давно знают, что изменения в их листьях — например, более насыщенный зеленый цвет или пышность — могут сигнализировать о вулканической активности поблизости. Благодаря захватывающему сотрудничеству NASA и Смитсоновского института, исследователи предположили, что могут заметить эти изменения из космоса.

По мере того, как магма движется вверх через земную кору, она выделяет газы, в том числе углекислый и диоксид серы. В то время как диоксид серы легче обнаружить из космоса, диоксид углерода, который выделяется раньше в процессе, обнаружить гораздо сложнее. И все же этот ранний выброс углекислого газа может стать одним из самых явных первых признаков того, что вулкан просыпается. Деревья поглощают углекислый газ, и в ответ их листья часто становятся более яркими и здоровыми на вид.

Используя мощные инструменты, такие как спутник NASA Landsat 8, а также бортовые приборы, запущенные в рамках унифицированного эксперимента по проверке на борту самолета, ученые теперь могут обнаруживать эти едва заметные признаки сверху. Дистанционное обнаружение позеленения растительности под воздействием углекислого газа потенциально дает ученым еще один инструмент для получения четкого представления о том, что происходит под вулканом.

«Системы раннего оповещения о вулканах существуют, — говорит вулканолог Флориан Шванднер, руководитель отдела наук о Земле в Исследовательском центре Эймса NASA в Кремниевой долине Калифорнии. — Наша цель — сделать их лучше и более ранними».

Вулканологи объединили усилия с ботаниками и климатологами, чтобы изучать деревья и отслеживать вулканическую активность. «Вся идея заключается в том, чтобы найти что-то, что мы могли бы измерить вместо углекислого газа напрямую, — рассказал вулканолог Роберт Бог из Университета Макгилла в Монреале, — чтобы дать нам косвенный показатель для обнаружения изменений в выбросах вулканов».

По словам вулканологини Николь Гинн из Хьюстонского университета, существует множество спутников, которые ученые могут использовать для проведения такого рода анализа. Она сравнила изображения, полученные с помощью Landsat 8, спутника Terra NASA, Sentinel-2 ЕКА (Европейского космического агентства ) и других аппаратов для наблюдения за Землей, чтобы мониторить состояние деревьев вокруг вулкана Этна на побережье Сицилии. Исследование Гинн стало первым, показавшим сильную корреляцию между цветом листьев деревьев и углекислым газом, вырабатываемым магмой.

Подтверждение точности спутниковых снимков на земле — это задача, которую климатолог Джош Фишер из Университета Чепмена в Ориндже решает с помощью обследований деревьев вокруг вулканов. В ходе унифицированного эксперимента по проверке с воздуха в марте 2025 года совместно с NASA и Смитсоновским институтом ученые разместили спектрометр на исследовательском самолете для анализа цветов растительности в Панаме и Коста-Рике. Фишер руководил группой ученых, которые собирали образцы листьев с деревьев вблизи действующего вулкана Ринкон-де-ла-Вьеха и измеряли уровень углекислого газа.

«Наше исследование представляет собой двустороннее междисциплинарное пересечение экологии и вулканологии, — пояснил исследователь. — Нас интересует не только реакция деревьев на вулканический углекислый газ как раннее предупреждение об извержении, но и то, сколько деревья способны его поглотить, как окно в будущее Земли, когда все деревья Земли будут подвергаться воздействию высоких уровней углекислого газа».

Использование деревьев в качестве индикаторов вулканического углекислого газа имеет свои ограничения. Многие вулканы характеризуются климатом, который не поддерживает достаточное количество деревьев для спутниковых снимков. В некоторых лесных средах деревья по-разному реагируют на изменение уровня углекислого газа. А пожары, изменение погодных условий и болезни растений могут усложнить интерпретацию спутниковых данных о вулканических газах.

Тем не менее, Шванднер стал свидетелем потенциальных преимуществ наблюдений за вулканическим углекислым газом из первых рук. Он возглавил команду, которая модернизировала сеть мониторинга на вулкане Майон на Филиппинах, включив в нее датчики углекислого газа и диоксида серы. В декабре 2017 года здесь использовали эту систему для обнаружения признаков надвигающегося извержения и выступили за массовую эвакуацию из района вокруг вулкана. Более 56 000 человек были благополучно эвакуированы до начала мощного извержения 23 января 2018 года. Жертв не было.

Поддержать развитие блога можно на Boosty по ссылке.