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光学地震仪在加勒比火山的山顶峰顶中幸存下来

  • 科学
  • 2020-08-06 08:20:03
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LaSoufrièrede Guadeloupe火山的高度令人难以置信,在超过48摄氏度(120华氏度)时闷热,并散布着酸性气体。研究人员想在山顶监视天然气和蒸汽的喷发,以进一步了解火山的爆炸潜力,但是传统的地震仪在恶劣的环境中会被迅速摧毁。

但是,一种称为光学地震仪的仪器似乎可以应对这一挑战。在《地震研究快报》上,一组科学家描述了他们如何开发和安装光学测震仪,该测震仪距加勒比火山山顶喷出的喷气孔(气体和蒸汽出口)仅十米。

光学地震仪(以及地面)的运动是使用干涉现象估算的,当红外激光束被地震仪移动质量块的镜面反射时,就会发生干涉现象。激光束通过一根长的光缆在山顶的地震仪和一个安全的远程光电站之间传送,并沿着火山的坡度上升。该站计算地面位移,并将记录实时发送到瓜德罗普岛的法国火山地震台。

ESEO集团和勒芒大学LAUM实验室的论文主要作者Romain Feron说,地震仪纯粹是机械操作,不需要任何电子设备或电源,而这些电子设备或电源都不会受到山顶条件的影响。该仪器装在特氟隆中,以保护其免受喷气孔释放的硫酸气体的侵害。

“据我们所知,这是有史以来第一台安装在活火山或其他危险区域的高分辨率光学地震仪,” Feron及其同事在SRL中写道。

他们指出,地震仪经过十多年的发展,取得了成功,这表明它在其他挑战性环境中可能是一个很好的地震解决方案,包括油气生产领域,核电厂和高温地热库。

该仪器现已在火山上运行了9个月,正在收集数据,并将这些数据与瓜德罗普天文台的其他观测资料结合起来,以更好地监测拉苏弗里亚尔。火山的最后一次重大喷发发生在1976年,导致瓜德罗普岛首府巴斯特尔(Basse Terre)撤离。自2018年以来,火山的圆顶和山顶喷气孔变得越来越活跃。

火山的地震监测可以帮助研究人员了解地下流体的运动和压力。费伦说,新的光学地震仪可以为圆顶下的微地震事件提供更好的位置,并提供“喷气孔的特征,这有助于限制圆顶的管道系统的几何形状和活动”的详细信息。

研究人员报告说,该仪器记录了来自地区地震,智利地震以及火山内小于山顶不到2.5公里(1.6英里)的小地震事件的地震波。

Feron和他的同事艰难地爬到了2019年9月在LaSoufrière的1,467米(4,813英尺)的山顶上,安装了地震仪,并使用防毒面具保护自己免受活性喷气孔喷出的有毒气体的伤害。Feron说,除了气体和高温外,团队还需要在安装过程中密切注意天气。

他回忆说:“在火山的底部可能很美,但同时在顶部却让人发狂。” “在火山的陡峭和陡峭的斜坡上爬山,背上有重型设备,这非常危险,更不用说闪电了。”

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