Sci - nature wiki

دعونا نبني مرصد بركان مداري!

0

هناك حجة قوية يمكن أن تكون مفادها أن علماء الأرض – وخاصة الجيولوجيين على وجه الخصوص – ليسوا جيدين في التفكير “الكبير”. هذا لا يعني أنه ليس لدينا أسئلة رائعة للإجابة عليها أو مجالات بحث مثيرة. بدلاً من ذلك ، تميل مشاريع الجيولوجيين إلى أن تكون أصغر كثيرًا مما يقترحه علماء الفلك والفيزياء.

في الآونة الأخيرة فقط بدأ الجيولوجيون في الدخول في أعمال إلقاء أشياء رفيعة المستوى في الفضاء ، وعادة ما تزور هذه الأشياء كواكب أخرى بحثًا عن الحياة. حسنًا ، ربما حان الوقت لأن نبدأ في التفكير في كيفية التعرف على كوكبنا من الفضاء بطريقة يمكن أن تجذب خيال الجمهور.

إن علوم الأرض من الفضاء شيء جديد حقًا. منذ بداية برنامج لاندسات ، وضعنا المزيد والمزيد من أقمار رصد الأرض في الفضاء. بعضها كبير ومذهل مثل الطراز الذي تم إطلاقه مؤخرًا لاندسات 9. البعض الآخر صغير بما يكفي لتحمله معك ، مثل الأقمار الصناعية بلانيت دوف. لقد أطلقنا أيضًا مساحين مناخيين وجيوفيزيائيين ، مثل مرصد الكربون المداري 2 أو التوأم استعادة الجاذبية وتجربة المناخ (GRACE) الأقمار الصناعية. جمعت كل هذه المهام (وأكثر) كنزًا دفينًا من بيانات علوم الأرض حتى نتعرف على الكوكب.

رؤية الحرارة

التصوير بالأشعة تحت الحمراء أمر بالغ الأهمية لمراقبة البركان المداري. عندما ترتفع الصهارة إلى السطح ، تحصل معها على الكثير من الحرارة. قد تظهر هذه الحرارة على شكل صخور منصهرة فعلية (حمم بركانية!) أو في انبعاثات من البركان – بخار ورماد. أكثر من الأقمار الصناعية لرصد الأرض (EOS) مثل Terra و Aqua و Sentinel-2 وسلسلة Landsat والمزيد قدرات الأشعة تحت الحمراء، لكنهم يواجهون مشكلتين ليكونوا مفيدين حقًا في الملاحظات التفصيلية للبراكين: فهم لا يرصدون البركان بشكل متكرر بما يكفي (الوقت) ولا يمكنهم ملاحظتها بتفاصيل عالية بما يكفي (الدقة).

ورقة حديثة في نشرة علم البراكين من قبل مايكل رمزي وآخرين يجادل بأن أسطولنا الحالي المتقادم من أقمار مراقبة الأرض لا يصل إلى مهمة كونه مراصد بركان مدارية. والأسوأ من ذلك ، لم يكن هناك الكثير من العمل حول كيفية تحسين التصوير بالأشعة تحت الحمراء من الفضاء لتلبية احتياجات علماء البراكين. لذلك ، على الرغم من أنه يمكننا التقاط صور يومية لأي بقعة على هذا الكوكب تقريبًا ، إلا أن البيانات الحقيقية التي قد يحتاجها علماء البراكين للمساعدة في مراقبة نشاط البراكين والتنبؤ به – أي الأشعة تحت الحمراء المفصلة في الوقت المناسب – غير موجودة.

يعتقد رامزي ، بناءً على المناقشات داخل مجتمع علم البراكين ، أن مراقبة البركان المدارية المثالية (والتي سأطلق عليها اسم حمم بركانية: النظر إلى النشاط البركاني) سيكون له عدد من الخصائص الرئيسية. أولاً ، يجب أن تكون في مدار قطبي ، على غرار العديد من الأقمار الصناعية الخاصة بالطقس ومراقبة الأرض التي تستخدمها بالفعل. هذا يسمح لتغطية عالمية لجميع المناطق البركانية الرئيسية.

المدار المثالي

المعياران الأساسيان الآخران هما عالم الزمان والمكان. نأمل أن تسمح المركبة المدارية LAVA المخصصة بالمراقبة المتكررة لنفس البركان على الأقل يوميًا ، ولكن الأفضل سيكون عدة مرات في اليوم. قد يستلزم ذلك وجود عدة مدارات للحصول على هذا النوع من الدقة الزمنية – حتى أفضل أقمار مراقبة الأرض لدينا تحصل على تغطية يومية بينما قد يحصل الآخرون على لقطة من نفس المواقع مرة واحدة كل بضعة أسابيع. قد توفر هذه الأنواع من المدد بعض المعلومات ، لكن الأزمات البركانية يمكن أن تتكشف في أيام إلى ساعات.

أما بالنسبة للدقة المكانية ، فإن ملف حمم بركانية يجب أن توفر المركبة المدارية دقة صور الأشعة تحت الحمراء التي تقل عن 100 متر ، وتكون أقرب إلى مقياس المتر. قد يسمح هذا لعلماء البراكين بتمييز ما يحدث داخل فوهة البركان أو حقول تدفق الحمم البركانية بتفاصيل أكبر بكثير مما يمكننا حاليًا. أنت أيضًا بحاجة إلى جهاز التصوير الخاص بك حتى لا يتشبع بواسطة طاقة الأشعة تحت الحمراء لمصادر مثل الحمم البركانية التي يمكن أن تصل إلى أكثر من 2200 درجة فهرنهايت (1250 درجة مئوية).

حتى الوقت من اليوم مهم – يقترح رامزي أن أي مركبة مدارية يجب أن يتم توقيتها لتمريرها فوق المناطق البركانية في الصباح بحيث يكون الغطاء السحابي والتدفئة الشمسية في حدها الأدنى ، مما يسمح بأفضل تصوير بالأشعة تحت الحمراء. لا تستخدم أي من بعثات مراقبة الأرض الحالية أو المستقبلية القريبة هذا التوقيت.

ما يتلخص في أنه على الرغم من وجود العديد من الأقمار الصناعية التي تدور حول كوكبنا وتلتقط صورًا للأرض ، إلا أنه لا يتم ضبط أي منها بشكل مثالي لمراقبة البراكين. بالتأكيد ، يمكننا التقاط الصور عندما يبدأ الثوران إذا كان القمر الصناعي الصحيح في المكان المناسب ، ولكن في كثير من الأحيان يكون هذا مجرد حظ. ال حمم بركانية يمكن للمركب المداري ، الذي يتمتع بتغطية متكررة ودقة مكانية عالية وتكنولوجيا التصوير بالأشعة تحت الحمراء المناسبة ، أن يكون بمثابة نعمة لرصد البراكين عبر الكوكب.

ما الذي سيكلفك؟

بطبيعة الحال ، فإن أكبر مشكلة تتجاوز تطوير التكنولوجيا هي التكلفة. كلف زوج أقمار كوبرنيكوس سنتينل -2 ، التي أطلقتها وكالة الفضاء الأوروبية ، حوالي 200 مليون دولار للقطعة. قمر صناعي كبير مخصص لرصد الأرض مثل تكلف Landsat-9 750 مليون دولار. تبلغ قيمة مهمة القمر الصناعي Terra ، التي تم إطلاقها في عام 1999 ، ما يزيد قليلاً عن مليار دولار. بالطبع ، مهمات مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائي أقرب إلى 10 مليارات دولار. من المحتمل أن تكون كل هذه الأشياء أغلى بكثير من تكلفة المركبة المدارية LAVA. على الطرف الآخر من الطيف ، تكلفة الأقمار الصناعية الصغيرة بلانيت دوف بمئات الآلاف من الدولارات.

لذا ، ربما يمكننا تخيل ملف حمم بركانية تأتي المركبة المدارية في مكان ما بين 300-500 مليون دولار. لا يزال هذا يبدو كثيرًا … ولكن إذا أخذنا في الاعتبار تكلفة الكوارث البركانية الأخيرة ، مثل 1991 اندلاع بركان بيناتوبو (800 مليون دولار) ، Eyjafjallajokull في عام 2010 (4 مليارات دولار) أو انفجار بركان كيلويا 2018 (800 مليون دولار) ، يمكنك أن ترى مدى سرعة تفاقم الضرر. لتسهيل مراقبة الانفجارات والتنبؤ بها ، يمكن للمركبة LAVA المدارية أن تدفع تكاليفها بسرعة على مدار عمرها المحتمل 10-20 سنة.

في النهاية ، إنها مسألة من وكيف. إذا عملت منظمات مثل هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية ، ووكالة الأرصاد الجوية اليابانية ، ومكتب الأرصاد الجوية الآيسلندي ، و SERNAGEOMIN (المسح الجيولوجي التشيلي) والمزيد معًا ، فهذا شيء مثل حمم بركانية المدار يمكن أن يكون حقيقة واقعة. يحتاج علماء الأرض فقط إلى الحلم “الكبير” لدعم مثل هذا المرصد المداري ، وهي خطوة تالية مثالية في فهم كيفية عمل البراكين على كوكبنا.

Leave A Reply

Your email address will not be published.