Инструмент, называемый оптическим сейсмометром, кажется, справляется с этой задачей, однако. В журнале Seismological Research Letters группа ученых описывает, как они разработали и установили оптический сейсмометр всего в десяти метрах от извергающейся фумаролы (газового и парового жерла) на вершине Карибского вулкана.
Движение оптического сейсмометра (и, следовательно, земли) оценивается с помощью явления интерференции, которое возникает, когда инфракрасный лазерный луч отражается от зеркальной поверхности подвижной массы сейсмометра. Этот лазерный луч переносится между сейсмометром на вершине и удаленной и безопасной оптоэлектронной станцией по длинному оптоволоконному кабелю, поднимаясь по склону вулкана.
Станция рассчитывает смещение грунта и отправляет записи в реальном времени во Французскую вулканологическую и сейсмологическую обсерваторию Гваделупы.
Сейсмометр работает чисто механически и не требует электроники или источника питания, которые были бы уязвимы в условиях встречи на высшем уровне, сказал Ромен Ферон, ведущий автор статьи из ESEO Group и лаборатории LAUM в Университете Дю-Мана. Инструмент заключен в тефлон, чтобы защитить его от серных газов, выделяемых фумаролой.
«Насколько нам известно, это первый оптический сейсмометр высокого разрешения, когда-либо установленный на действующем вулкане или другой опасной зоне», – пишут Ферон и его коллеги в SRL.
Они отметили, что успех сейсмометра после десяти лет разработки предполагает, что он может быть хорошим сейсмическим решением в других сложных условиях, включая месторождения нефти и газа, атомные электростанции и высокотемпературные геотермальные резервуары.
В настоящее время прибор работает на вулкане в течение девяти месяцев и собирает данные, которые будут объединены с другими наблюдениями обсерватории Гваделупы, чтобы лучше контролировать Ла-Суфриер.
Последнее значительное извержение газа и пара вулкана в 1976 году вызвало эвакуацию в Нижнем Терре, столице Гваделупы. С 2018 года купол вулкана и фумаролы на вершине становятся все более активными.
Сейсмический мониторинг вулканов может помочь исследователям понять движение и давление подземных флюидов. Новый оптический сейсмометр может обеспечить лучшие места для микросейсмических событий под куполом и предлагает более подробную информацию о «фумарольной сигнатуре, которая помогает ограничить геометрию и активность водопроводной системы купола», – сказал Ферон.
Инструмент зарегистрировал сейсмические волны от регионального землетрясения, землетрясения в Чили и небольших сейсмических событий в пределах вулкана менее 2.5 километров (1.6 миль) ниже вершины, сообщили исследователи.
Ферон и его коллеги совершили трудное восхождение на вершину Ла-Суфриер высотой 1467 метров (4813 футов) в сентябре 2019 года, чтобы установить сейсмометр, используя противогазы для защиты от токсичных газов, извергающихся из активных фумарол.
По словам Ферона, помимо газов и высоких температур, команде нужно было внимательно следить за погодой во время установки.
«Это могло быть красиво внизу вулкана, но в то же время адски на вершине», – вспоминал он. «Подниматься по крутым и скользким склонам вулкана с тяжелым снаряжением на спине становится очень рискованно, не говоря уже о молниях."