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次の大規模な火山の準備はできていますか?

マイク・キャシディは、2010 年にアイスランドの火山を覆う氷冠であるエイヤフィヤトラヨークトルが噴火したときにそこにいました。それはヨーロッパの空域を数週間閉鎖し、経済に数十億ドルの損害を与えました。キャシディ博士当時の学生は、海洋を研究している科学者から国への調査クルーズに招待されていました。調査船から、彼は噴火中の火山の素晴らしい景色を見ました。科学者たちは、火山噴煙が海を肥やし、植物プランクトンのような小さな生き物に影響を与えているかどうかを知りたがっていました.彼らはキャシディに火山の噴煙の下に行くべきかどうか、そして何が起こるか尋ねました。彼は何を言うべきかわかりませんでした—彼は以前にそれをしたことがありません—しかし、それは2つの方法のいずれかになる可能性があることを彼らに知らせました。彼らは目に斑点ができるかもしれませんし、少し灰を感じるかもしれません.または、船全体が灰で黒くなる可能性があります。 「私たちは入りました」とキャシディは最近私に言いました。私たちはプルームからまっすぐに運転しなければなりませんでした。彼らはすべての船のフィルターをクリアする必要がありました。」

最近、キャシディは大規模な噴火のリスクについて熟考しています。彼はイギリスのバーミンガム大学で火山学の准教授を務めており、現在はオックスフォード大学の客員研究員として、噴火が危険な爆発を起こす原因を研究しています。最近では、インドネシアのロンボク島にあるリンジャニ山に行きました。 「その火山の頂上にいることは、非常に謙虚でした」と彼は言いました。 13 世紀にリンジャニ山が噴火し、数百年続くミニ氷河期が発生し、ロンドンのテムズ川が凍りつきました。火山の遠く離れた犠牲者の集団墓地が市内で発見されました。 「世界の反対側に非常に大きな影響を与えた場所に行くのは魅力的でした」とキャシディは言いました。

今日、より多くの人々が、彼がリンジャニ島で経験したように、火山の力に謙虚に感じるべきだと彼は考えています。この 8 月、Cassidy は Nature に記事を書きました 「巨大な火山噴火:準備の時」という見出しが付けられました。彼は、ケンブリッジ大学の実存リスク研究センターの研究員であるララ マニと共著しました。著者らは、1 月に発生したフンガ トンガ - フンガ ハアパイ火山の大噴火は「警鐘」であると主張しました。彼らはそれを「地球のそばでヒューヒュー音を立てる『ニアミス』の小惑星に相当する火山」と呼んだ。それでも、今後の可能性に比べれば、それは比較的小さなものでした。 自然で 、Cassidy と Mani は、トンガの噴火は、今世紀に予定されている噴火よりも 10 倍から 100 倍小さいことに注目しています。

ニアミスではない噴火にどう備えるか? ノーチラス Cassidy に追いついて調べました。

最近のトンガの噴火は、なぜ警鐘だったのですか?

私たちは数年前、COVID-19 によるロックダウンの際に、このことについて真剣に考え始めました。私たちは、各国がそれほど準備ができていないことを目の当たりにしました。しかしその後、生物医学界は、これらのワクチンやその他の治療法を記録的な速さで準備するために、途方もない措置を講じました。ララと私はお互いに話し合った.それから 1 年後、世界中に衝撃波をもたらしたこの大規模な火山噴火を目にしました。これは、現代の楽器では見たことがありませんでした。これは 1883 年にクラカトアで見られ、津波と大きな火山灰の雲をもたらしました。トンガは数時間しか続きませんでしたが、これらすべての大きな影響がありました.私たちは完全に不意に捕まりました。最も近い地震計は、約 700 キロ離れたフィジーにありました。この火山は穏やかに噴火しており、小さな爆発的な噴火もありましたが、これを監視するための設備やノウハウ、リソースがありませんでした。私たちが持っていた衛星システムは、これをリアルタイムで適切に測定して、何が起こっているのかを理解することができませんでした.

あなたは、今世紀に本当に大規模な噴火が起こる可能性が 6 分の 1 であると書いています。どのくらいの規模で話しているのですか?

マグニチュード セブン。リンジャニはマグニチュード7でした。それは世界中に小さな氷河期と飢饉を引き起こしました。それは超噴火でさえありませんでした。これらの超噴火は 10 倍の大きさです。発生する確率は、今世紀の約 170 分の 1 です。大規模な混乱を引き起こす可能性のあるスーパー噴火から 1 ダウンした非常に大規模な噴火は、今後 100 年間で 6 分の 1 の割合で発生します。多くの異なるものに対してカスケード障害を引き起こす可能性があります。そして、それがもっと真剣に受け止められたら素晴らしいことです.

本当に大規模な噴火の確率が 6 分の 1 であるとどうしてわかりますか?

グリーンランドと南極の氷床コアを両方の極から調べた最近の研究がいくつかあります。また、氷床コアの火山噴火を特定することもできます。これは、硫黄の非常に大きなピークが発生するためです。硫黄のこれらの大きなピークが見られると、硫黄のそれらの大きなピークの日付を特定し、これらの噴火がどのくらいの大きさで、特定の期間に何回あったかを知ることができます。それが私たちの周波数を与えてくれます。氷床コアが教えてくれないのは、これらの噴火の原因となった火山はどれかということです。そして、それが私たちが本当に仕事をする必要があるところです.

トンガの噴火は、今世紀の 6 分の 1 の確率のボックスにチェックを入れませんでしたか?

いいえ、それは実際には、私たちが話している噴火よりも 10 分の 1 か 100 分の 1 でした。1815 年のタンボラ噴火よりも多くの硫黄を成層圏に放出しました。大量の硫黄が噴出し、おそらくそもそも硫黄含有量が多かったわけではありません。硫黄は実際に空気を冷やすものなので、これは重要です。トンガの奇妙な点は、水中で噴火したため、大量の海水が空に蒸発したことです。成層圏には 10% の水がありますが、決して存在しません。その水は、今後数年間で地球に温暖化の影響を与える可能性があります。これは、私たちが起こり得るとは知らなかったものです。でも落ちます。

トンガの噴火に対する人道支援をどのように評価しますか?

ニュージーランドから飛行機を飛ばさなければならなかったため、人道的対応は非常に困難でした。また、すべての灰が滑走路にあったため、着陸できませんでした。彼らは、4日後にそれがクリアされるのを待たなければなりませんでした.海底システム、ケーブルは完全に遮断されました。トンガ王国全体がコミュニケーションのブラックホールでした。数百人または数千人が死亡したかどうか、または彼らがどのような状態にあったかはわかりませんでした.即時感覚。これが完全に欠けていると感じました。世界規模では、実際にはあまり進んでいません。国境を越える火山は監視できません。トンガに欠けていたもののように、これらの大規模な噴火を監視して対応する、世界規模で調整された火山ユニットを本当に提唱する必要があります。

大規模な火山噴火にどのように備えることができますか?

できることはたくさんあります。ほとんどの火山は十分に監視されていません。それらが噴火することを感知でき、それらが大きな脅威をもたらす可能性があることがわかっている場合、多くの人を避難させることができます.東南アジアでは、火山から 50 キロメートル以内に何千万人もの人々が住んでいます。または、少なくとも彼らを教育して、これらの大規模な種類の噴火に備えることができます.それはすでに人命の損失の大部分を軽減していますが、人命の損失だけではありません。そこから生じるすべてのカスケード効果についても話しています。事前の知識があれば、国のインフラストラクチャー (電力網、貿易、水、食料システム) への損害を抑えることができます。また、リスクがどこにあるかを特定し、それらの特定の火山の監視を強化することもできます.

火山の監視強化はどのようになりますか?

噴火が正確にどれくらい大きいかを衛星で監視できるナウキャスティングのようなことを行うことができますが、現時点では適切に行っていません。これにより、何千キロも離れた下流にいる私たちに、誰かの屋根に灰が降るかどうか、その屋根が崩壊する可能性があるかどうかを知ることができます。これらの非常に大規模な噴火が発生すると、数百キロまたは数千キロ以内にいる人にとって非常に大きなリスクになります.彼らは、中に隠れて灰やガスを吸い込まないようにできると考えていますが、屋根が崩壊する可能性があります。この場所にいる人々に、「この量の灰を期待してください。屋根をきれいにする必要があります。これらの谷は大規模な火山泥流で浸水するため、これらの谷を避ける必要があります。これらの大規模な噴火とそれらが生み出す流れから津波が発生するため、海岸から離れる必要があります。」

噴火を予測するためにどのような兆候を探しますか?

いくつかのこと。最良の方法の 1 つは、火山噴火の前に発生する地震について教えてくれる地震計を使用することです。すべての火山噴火は、地表下のマグマが岩石を割って、マグマ貯留層内の応力を増加させているという警告を表示します。早いかもしれません、数日です。通常は数ヶ月です。これは、火山を観察して噴火が起こるかどうかを判断するための主な便利な方法です。

また、火山が膨張しているか収縮しているかを調べます。地面がいつ上に移動したり傾いたりするかを知らせる小さなセンサーを使用して、地上でそれを測定できます。傾斜計といいます。しかし、これは人工衛星からでも測定できます。また、場合によってはミリメートルまたはセンチメートルの解像度で、地球の表面が場所によって上下に移動している距離を知ることができます。これは、地表下のマグマが地表に向かって移動しているかどうかを示す非常に良い指標となります。人工衛星は、火山の表面の地殻の温度についても教えてくれます。大量のマグマがシステムに入ると、熱はどこかに行かなければなりません。上がる。必ずしも地表から見ることはできませんが、赤外線を測定する衛星があれば、これらの特徴の一部を拾うことができます。ガス抜きサインもあります。硫黄やその他の種を測定します。

人々が噴火に備えるためにモニタリングがうまく機能した例は何ですか?

早期警告の成功例がいくつかあります。たとえば、2010 年にインドネシアのメラピで、彼らは効果的に 25,000 人を避難させました。それは数日前のことでした。昨年のカリブ海では、爆発的な噴火が始まる前日に 20,000 人が安全に避難しました。噴火が起こるかどうかを判断するのはかなり得意です。場合によっては、数日後または数週間後、あるいは 1 か月か 2 か月以内に発生する可能性が高いと言えます。

警告が来るのを感じます。

右。現時点で私たちがあまり得意ではないのは、その噴火がどのくらいの大きさになるか、そしてその噴火がどのようなスタイルになるかを解明することです。アイスランドで見られるような大きな溶岩流のようなものでしょうか、それともトンガで見られたような爆発的なものでしょうか?監視を改善する必要があるのはこの点であり、科学が進歩するにつれて改善されるでしょう。

現在、モニタリングの改善はどのように進んでいますか?

進行中のよりエキサイティングな進歩の 1 つは、アイスランドの国際マグマ観測所であるマグマ ボーリング ホール観測所です。 2009 年、彼らはアイスランドで地熱エネルギーを探していました。彼らは地殻の下2キロを掘削していました。偶然、彼らはマグマポケットに穴を開けました。これは、ケニア、アイスランド、ハワイでも数回発生しました。そして、何も起こりませんでした。ドリル ビットに巻き添え被害が少しありましたが、大規模な噴火は発生しませんでした。それが起こった今、彼らはこれが再び掘削する絶好の機会であることを理解しました。今度は意図的にマグマと相互作用し、それを理解します.

マグマ観測所を設置すると、どのような進歩が見込めますか?

より高感度のセンサーをそこに設置して、どのガスが出ているかを調べ、岩石の圧力を理解することができるかもしれません。そこからあらゆる種類の進歩が生まれる可能性があります。その研究の次の論理的なステップは、どうにかしてそのマグマを操作してガス抜きをし、圧力を解放し、その周囲の岩石さえも解放して、その爆発性を拡散できるかどうかを解明することです。彼らは 2024 年にこの穴を掘っていると思います。それは本当にエキサイティングな機会です。

人間が噴火に直接介入して、致死性や爆発性を軽減する方法はありますか?

これは私たちが提唱するものです。もう少し憶測に過ぎませんが、最大の危険の 1 つは、これらの大規模な噴火の一部における火山の冬の影響です。そして、それはそれが非常に分散されることを意味します.一部の地域では、8 度冷える場合があります。他の地域では、1 度上昇する可能性があります。現代の気候変動のように、さまざまな影響があります。放出された硫黄が循環して地球を冷やす前に、はるかに迅速に雨を降らせることができれば、そのイベントから発生する可能性のある世界的な飢饉など、これらの悪影響の多くを軽減できます.したがって、数千キロも移動し、実際に下流に影響を与える可能性のある火山灰に富んだ噴火ではなく、半径 5 ~ 10 キロ以内に溶岩流を生成しているだけで、影響は非常に最小限です。

AI を使って火山を研究している人たちについてどう思いますか?

機械学習アルゴリズムとより強力な監視を組み合わせることで、私たちは大いに役立ちます。この取り組みは、ニュージーランドのファカーリにあるホワイト アイランド火山で開始されました。この火山では、2 年前に約 50 人の観光客が死亡しました。また、これらの疑似衛星の台頭は、成層圏で非常に高く飛ぶことができる、高高度、長時間、長時間持続するドローンのようなもので、噴火の予測に役立ちます。彼らは火山で数ヶ月ホバリングすることができます。何らかの活動を示し始めている火山があることに気付くかもしれません。大規模な地面の膨張かもしれませんし、噴火の数か月前かもしれませんが、これはよくあることです。それは多くの場合、最初の署名です。これらのドローンの 1 つを火山の上に安全に設置し、そこから監視することができます。

Brian Gallagher は の副編集者です。 ノーチラス。 Twitter で彼をフォロー @bsgallagher .


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