Droni appositamente adattati sviluppati da un team internazionale guidato dall'UCL hanno raccolto dati da vulcani mai esplorati prima che consentiranno alle comunità locali di prevedere meglio le future eruzioni.

La ricerca all'avanguardia sul vulcano Manam in Papua Nuova Guinea sta migliorando la comprensione degli scienziati di come i vulcani contribuiscono al ciclo globale del carbonio, chiave per sostenere la vita sulla Terra.

I risultati della squadra, pubblicato in Progressi scientifici , mostrano per la prima volta come è possibile combinare misurazioni dall'aria, terra e spazio per saperne di più sui più inaccessibili, vulcani altamente attivi del pianeta.

Il progetto ABOVE ha coinvolto specialisti del Regno Unito, NOI., Canada, Italia, Svezia, Germania, Costa Rica, Nuova Zelanda e Papua Nuova Guinea, abbracciando vulcanologia e ingegneria aerospaziale.

Hanno co-creato soluzioni alle sfide della misurazione delle emissioni di gas dai vulcani attivi, attraverso l'utilizzo di droni a lungo raggio modificati.

Combinando le misurazioni aeree in situ con i risultati dei satelliti e dei sensori remoti a terra, i ricercatori possono raccogliere un set di dati molto più ricco di quanto fosse possibile in precedenza. Ciò consente loro di monitorare i vulcani attivi a distanza, migliorare la comprensione di quanta anidride carbonica (CO ₂ ) viene rilasciato dai vulcani di tutto il mondo e, importante, da dove proviene questo carbonio.

Con un diametro di 10 km, Il vulcano Manam si trova su un'isola a 13 km dalla costa nord-orientale della terraferma, a 1, 800 m sul livello del mare.

Precedenti studi hanno dimostrato che è tra i maggiori emettitori al mondo di anidride solforosa, ma non si sapeva nulla della sua CO ₂ produzione.

CO . vulcanica ₂ le emissioni sono difficili da misurare a causa delle alte concentrazioni nell'atmosfera di fondo. Le misurazioni devono essere raccolte molto vicino a bocchette attive e, a vulcani pericolosi come Manam, i droni sono l'unico modo per ottenere campioni in sicurezza. Tuttavia, i voli con droni oltre la linea di vista sono stati raramente tentati in ambienti vulcanici.

Aggiunta di sensori di gas miniaturizzati, spettrometri e dispositivi di campionamento che si attivano automaticamente per aprirsi e chiudersi, la squadra è stata in grado di far volare il drone a 2 km di altezza e 6 km di distanza per raggiungere la vetta di Manam, dove hanno catturato campioni di gas da analizzare in poche ore.

Il calcolo del rapporto tra i livelli di zolfo e di anidride carbonica nelle emissioni di un vulcano è fondamentale per determinare la probabilità che si verifichi un'eruzione, poiché aiuta i vulcanologi a stabilire la posizione del suo magma.

Le ultime grandi eruzioni di Manam tra il 2004 e il 2006 hanno devastato gran parte dell'isola e sfollato la popolazione di circa 4 persone, 000 persone sulla terraferma; i loro raccolti distrutti e le riserve idriche contaminate.

La responsabile del progetto, la dott.ssa Emma Liu (UCL Earth Sciences) ha dichiarato:"Manam non è stato studiato in dettaglio, ma abbiamo potuto vedere dai dati satellitari che stava producendo forti emissioni. Le risorse dell'istituto di monitoraggio dei vulcani nel paese sono piccole e il il team ha un carico di lavoro incredibile, ma ci hanno davvero aiutato a creare legami con la comunità che vive sull'isola di Manam".

A seguito del lavoro sul campo, i ricercatori hanno raccolto fondi per acquistare computer, pannelli solari e altre tecnologie per consentire alla comunità locale, che da allora ha formato un gruppo di preparazione alle catastrofi, di comunicare via satellite dall'isola, e per fornire formazione sulle operazioni con i droni al personale dell'Osservatorio vulcanologico di Rabaul per assisterlo nei loro sforzi di monitoraggio.

ABOVE faceva parte del Deep Carbon Observatory (DCO), una comunità globale di scienziati in una ricerca decennale per capire di più sul carbonio nella Terra.

Le emissioni vulcaniche sono una fase critica del ciclo del carbonio terrestre:il movimento del carbonio tra terra, atmosfera, e oceano, ma CO ₂ measurements have so far been limited to a relatively small number of the world's estimated 500 degassing volcanoes.

Understanding the factors that control volcanic carbon emissions in the present day will reveal how the climate has changed in the past and therefore how it may respond in the future to current human impacts.

Co-author Professor Alessandro Aiuppa (University of Palermo) described the findings as 'a real advance in our field', adding:"Ten years ago you could have only stared and guessed what Manam's CO ₂ emissions were.

"If you take into account all the carbon released by global volcanism, it's less than a percent of the total emission budget, which is dominated by human activity. In a few centuries, humans are acting like thousands of volcanoes. If we continue to pump carbon into the atmosphere, it will make monitoring and forecasting eruptions using aerial gas observations even harder."

Co-author Professor Tobias Fischer (University of New Mexico), added:"In order to understand the drivers of climate change you need to understand the carbon cycle in the earth.

"We wanted to quantify the carbon emission from this very large carbon dioxide emitter. We had very few data in terms of carbon isotope composition, which would identify the source of the carbon and whether it is the mantle, crust or sediment. We wanted to know where that carbon comes from."