כאשר מאגמה געשית עולה דרך קרום כדור הארץ היא משחררת פחמן דו-חמצני וגזים אחרים שעולים אל פני השטח (גופרית דו-חמצנית למשל). עצים הקולטים את הפחמן הדו-חמצני הופכים לירוקים ועשירים יותר. שינויים אלה נראים בתמונות מלווייני נאס"א כמו למשל Landsat 8.
10% מאוכלוסיית העולם חיה באזורים הרגישים לסכנות געשיות. יש מי שחי או עובד בטווח של קילומטרים ספורים ממוקדי התפרצות, יש מי שמאכלס אזורים מרוחקים יותר, אולם המכנה המשותף שכל אלה נתונים לסכנות שונות ומגוונות - מנחשולי גזים חמים ורעילים ועד גלי צונאמי שעלולים להיווצר בעקבות התפרצויות געשיות. אין דרך למנוע התפרצויות געשיות, מה שהופך את הסימנים המוקדמים של פעילות געשית לחיוניים בכל הנוגע לבטיחות הציבור.
3 צפייה בגלריה
אחד מלווייני נאס"א שמנטרים פחמן דו-חמצני על פני כדור הארץ
(איור: NASA/JPL-Caltech/Shutterstock)
פליטות פחמן דו-חמצני געשיות שקודמות לפליטות גופרית דו-חמצנית - ומספקות את אחת הסימנים המוקדמים ביותר לכך שהר געש כבר אינו רדום - קשות להבחנה מהחלל. על כן, זיהוי מרחוק של צמחייה מוריקה בשל פחמן דו-חמצני מעניק למדענים כלי נוסף - יחד עם גלים סיסמיים ושינויים בגובה הקרקע - כדי לקבל מושג ברור על מה שקורה מתחת להר הגעש.
"קיימות מערכות התרעה מוקדמת מפני הרי געש", אמר הוולקנולוג ד"ר פלוריאן שוואנדנר, ראש חטיבת מדעי כדור הארץ במרכז המחקר איימס של נאס"א שבעמק הסיליקון בקליפורניה.
"יש כל כך הרבה פחמן דו-חמצני באטמוספרה, עד שלעתים קרובות קשה למדוד את כמות הפחמן הדו-חמצני הגעשית באופן ספציפי. בעוד שהתפרצויות גדולות יכולות לפלוט מספיק פחמן דו-חמצני כדי שניתן יהיה למדוד אותו מהחלל בעזרת חיישנים לווייניים, זיהוי אותות חלשים בהרבה נחשב למאתגר. הר געש שפולט כמויות מעטות של פחמן דו-חמצני, שעשויות לבשר על התפרצות, לא יופיע בתמונות לוויין", אמר הוולקנולוג רוברט בוג מאוניברסיטת מקגיל במונטריאול.
3 צפייה בגלריה
ניטור עצים שנחשפו לרמות גבוהות של פחמן דו-חמצני, סמוך להר הגעש רינקון דה לה וייחה בקוסטה ריקה
(צילום: Alessandra Baltodano/Chapman University)
מסיבה זו, מדענים נאלצים לפקוד הרי געש כדי למדוד פחמן דו-חמצני ישירות. עם זאת, רבים מתוך כ-1,350 הרי געש פעילים פוטנציאליים ברחבי העולם נמצאים במקומות מרוחקים או בשטח הררי מאתגר. עובדה זו הופכת את ניטור הפחמן הדו-חמצני באתרים אלה למורכב, יקר ולעיתים מסוכן.
"ישנם שפע של לוויינים שאנחנו יכולים להשתמש בהם כדי לבצע ניתוח מסוג זה", אמרה הוולקנולוגית ד"ר ניקול גין מאוניברסיטת יוסטון. היא השוותה תמונות שנאספו באמצעות Landsat 8, לוויין Terra של נאס"א, Sentinel-2 של סוכנות החלל האירופית (ESA), ולווייני תצפית אחרים על כדור הארץ, כדי לנטר עצים סביב הר הגעש אטנה - הר געש פעיל השוכן באיטליה במזרח האי סיציליה.
3 צפייה בגלריה
פחמן דו-חמצני הנפלט ממאגמה עולה ומבעבע ומחמם בריכת מים בקוסטה ריקה ליד הר הגעש רינקון דה לה וייחה. עלייה בגזים געשיים יכולה להיות סימן לכך שהר געש הופך פעיל יותר
(צילום: Josh Fisher/Chapman University)
אימות הדיוק על הקרקע הוא אתגר שעמו מתמודד מדען האקלים ד"ר ג'וש פישר מאוניברסיטת צ'פמן, באמצעות סקרים של עצים סביב הרי געש. קבוצת מחקר בהובלתו אספה דגימות עלים מעצים ליד הר הגעש הפעיל רינקון דה לה וייחה (Rincon de la Vieja) בקוסטה ריקה, ובמקביל מדדה את רמות הפחמן הדו-חמצני.
"המחקר שלנו הוא צומת דו-כיווני בין-תחומי בין אקולוגיה לוולקנולוגיה", אמר ד"ר פישר. "אנו מתעניינים לא רק בתגובות העצים לפחמן דו-חמצני געשי כאזהרה מוקדמת להתפרצות, אלא גם בוחנים את רף הספיגה של העצים, כחלון לעתיד עתיר פחמן דו-חמצני של כדור הארץ".
להסתמכות על עצים כמדדים לפחמן דו-חמצני געשי יש מגבלות. הרי געש רבים מתאפיינים באקלים שאינו תומך בכמות מספקת של עצים כדי שניתן יהיה לחקור אותם מהחלל. בסביבות מיוערות מסוימות עצים מגיבים בצורה שונה לשינויים ברמות הפחמן הדו-חמצני. שריפות, תנאי מזג אוויר משתנים ומחלות עלולים לסבך את פירוש נתוני הלוויין על גזים געשיים.
התפרצות הר הגעש מאיון בפיליפינים
(רויטרס)
עם זאת, בינואר 2018, נעשה שימוש במערכת הלוויינית כדי לזהות סימנים להתפרצות מתקרבת של הר הגעש מאיון (Mayon) בפיליפינים. פינוי המוני של האזור סביב הר הגעש הציל את חייהם של 56 אלף בני אדם, שפונו בבטחה לפני שהחלה התפרצותו ב-23 בינואר 2018, כשהאירוע הסתיים ללא נפגעים.
שימוש בלוויינים לניטור עצים סביב הרי געש עתיד לספק תובנות לגבי הרי געש נוספים ולהתריע מראש מפני התפרצויות עתידיות. "מעקב אחר השפעות הפחמן הדו-חמצני הגעשי על עצים לא יהווה פתרון קסם. אבל זה יהיה משהו שיכול לשנות את המשחק", סיכם שוואנדנר.
