Monitoring vulkanické činnosti pomocí neviditelných zvukových vln
Vulkány při erupcích vytvářejí zvuky, i když je lidé nemohou slyšet. Erupce sopky Nyiragongo v Demokratické republice Kongo 22. května 2021 byla podrobně sledována analýzou neviditelných zvukových vln. To ukazuje nová studie, na které se podílely instituce jako KNMI a Evropské centrum pro geodynamiku a seismologii v Lucembursku.
Sopka Nyiragongo má jedno z největších lávových jezer na světě. Během erupce v květnu 2021 toto lávové jezero v krátké době vyprázdnilo. Erupce měla obrovský dopad na bezpečnost v oblasti, včetně města Goma. Ačkoli proces nebyl na zemském povrchu všude dobře viditelný, bylo možné sledovat, co se děje, pomocí neviditelných zvukových vln – infrazvuku.
Zvuk byl tak intenzivní, že byl měřitelný i na vzdálenost přes 800 kilometrů. Pomocí speciálních mikrofonů umístěných méně než 20 kilometrů od kráteru bylo infrazvukové signály erupce detailně zachyceno. Toto intenzivní zvukové vlnění bylo zachyceno na infrazvukové stanici v Keni, která je součástí Mezinárodního monitorovacího systému (IMS). Tento systém byl vytvořen pro ověřování jaderného testovacího moratoria. Pomocí infrazvuku je možné měřit povrchové jaderné testy.
V infrazvuku byla patrná dlouhotrvající humlající ton. Tento tón lze vysvětlit vznikem dutiny uvnitř sopky, v důsledku vyprázdnění lávového jezera. Tak vznikla, podobně jako u kytary, jakási akustická skříň. Napodobováním zvukového signálu v modelu mohli vědci rekonstruovat vyprázdnění lávového jezera v kráteru.
Kromě zmíněných vibrací poskytovalo měřené infrazvukové signály také informace o otevření trhlin na svahu sopky, kde došlo k novým erupcím lávy. Tato aktivita probíhala současně s vyprázdněním lávového jezera. Jinými slovy: jeden velký vulkanický systém se otevřel na více místech a celé toto scénář je patrné ve zvukovém signálu.
Měření infrazvuku nám umožňuje lépe pochopit, co vulkán dělá – a potenciálně dříve varovat a zasáhnout, pokud hrozí nebezpečí. Výzkum kolem Nyiragongo ukazuje, že infrazvuk je nezbytnou součástí monitorování a sledování sopek, vedle například seismických a satelitních měření. Infrazvuk totiž může sledovat procesy, které jiné nástroje nejsou vždy schopny zaznamenat. Díky kontinuálnímu měření infrazvuku můžeme lépe pochopit, co vulkán dělá – a možná dříve varovat a zasáhnout, pokud hrozí nebezpečí. V Nizozemsku se pravidelně měří infrazvuk sopky Etna na italském ostrově Sicílie.
Studie, která byla nedávno publikována v odborném časopise Nature Communications Earth & Environment, je výsledkem spolupráce mezi KNMI a Evropským centrem pro geodynamiku a seismologii v Lucembursku. Tyto instituty spolupracují od roku 2019 na jaderném testovacím moratoriu.
