Patlamadan Önce Ağaçlar Konuşuyor: Volkanik Sinyaller Artık Görülebiliyor
Volkanların yakınındaki ağaçlar bilim insanlarının aradığı erken uyarı işaretleri olabilir – ve şimdi uzaydan izlenebiliyorlar.
Bir NASA-Smithsonian işbirliği, yükselen magmadan salınan karbondioksitin çevredeki bitki örtüsünü daha yeşil hale getirdiğini, bunun da ince ama izlenebilir bir sinyal olduğunu ortaya çıkardı. Uydu görüntülerini ve yer doğrulamasını kullanan araştırmacılar, volkanik huzursuzluğu felakete dönüşmeden önce tespit etmek ve potansiyel olarak binlerce hayatı kurtarmak için güçlü ve yeni bir yol geliştiriyorlar.
Uzaydan Volkanik Uyarı Sinyalleri Olarak Ağaçlar
Bir yanardağ patlamaya hazırlanırken ağaçların bizi uyarmaya yardımcı olabileceği ortaya çıktı. Bilim insanları, ağaç yapraklarının daha yeşil ya da daha gür hale gelmesi gibi değişikliklerin yakınlardaki volkanik faaliyetlere işaret edebileceğini uzun zamandır biliyorlar. Şimdi, NASA ve Smithsonian Enstitüsü arasındaki heyecan verici bir işbirliği sayesinde, araştırmacılar bu değişiklikleri uzaydan tespit edebileceklerine inanıyorlar.
Magma yerkabuğunda yukarı doğru hareket ederken karbondioksit gibi gazlar açığa çıkarır. Ağaçlar bu karbondioksiti emer ve buna karşılık olarak yaprakları genellikle daha canlı ve sağlıklı görünür. NASA’nın Landsat 8 uydusu gibi güçlü araçların yanı sıra Havadan Doğrulama Birleşik Deneyi’nin bir parçası olarak uçurulan hava araçları da kullanılıyor: Karadan Okyanusa (AVUELO) kapsamında uçurulan araçlarla birlikte bilim insanları artık bu ince işaretleri yukarıdan tespit edebiliyor.
Yükselen magma tarafından salınan karbondioksit, Kosta Rika’da Rincón de LaVieja yanardağı yakınlarındaki bir su havuzunu kabartıp ısıtıyor. Volkanik gazlardaki artışlar bir yanardağın daha aktif hale geldiğinin işareti olabilir. Kredi: Alessandra Baltodano/Chapman Üniversitesi.
Erken Uyarıların Önemi
Küresel nüfusun yaklaşık yüzde 10’u volkanik tehlikeler açısından risk altındaki bölgelerde yaşamaktadır. Volkanlara yakın yaşayan insanlar için bir patlama, uçan kayalar, yoğun kül ve kavurucu gaz dalgaları gibi yoğun tehlikeleri beraberinde getirebilir. Daha uzaktakiler bile çamur kaymaları, düşen küller ve hatta volkanik patlamaların tetiklediği tsunamiler gibi ciddi tehditlerle karşı karşıya kalabilir.
Bir yanardağın patlamasını durdurmanın bir yolu olmadığından, erken faaliyet belirtilerini tespit etmek insanları güvende tutmak için hayati önem taşır. ABD Jeoloji Araştırmaları Kurumu’na göre, Amerika Birleşik Devletleri dünyada volkanik açıdan en aktif ülkeler arasında yer almaktadır.
Bir volkan patlamadan önce, yükselen magma karbondioksit ve sülfür dioksit de dahil olmak üzere bir gaz karışımı salar. Kükürt dioksiti uzaydan tespit etmek daha kolayken, sürecin başlarında açığa çıkan karbon dioksiti tespit etmek çok daha zordur. Yine de, karbondioksitin bu erken salınımı, bir volkanın uyandığına dair en net ilk işaretlerden birini sunabilir.
Chapman Üniversitesi’nden Gregory Goldsmith, Rincón de LaVieja yanardağı yakınlarındaki Kosta Rika yağmur ormanının gölgeliklerine bir karbondioksit sensörü yerleştirmek için orman gölgeliklerine bir sapan fırlatıyor. Kredi: Alessandra Baltodano/Chapman Üniversitesi.
Volkanik Emisyonlar İçin Bir Proxy Olarak Bitki Örtüsü
Bitki örtüsündeki karbondioksit yeşillenmesinin uzaktan tespiti, bilim insanlarına sismik dalgalar ve zemin yüksekliğindeki değişikliklerle birlikte volkanın altında neler olup bittiğine dair net bir fikir edinmek için başka bir araç sunuyor. NASA’nın Kaliforniya Silikon Vadisi’ndeki Ames Araştırma Merkezi’nde Yer Bilimleri Bölümü şefi olan ve on yıl önce Orange, Kaliforniya’daki Chapman Üniversitesi’nden iklim bilimci Josh Fisher ve Montreal’deki McGill Üniversitesi’nden volkanolog Robert Bogue ile birlikte çalışan volkanolog Florian Schwandner, “Volkan erken uyarı sistemleri mevcut” dedi. “Buradaki amaç onları daha iyi hale getirmek ve daha erken yapmak.”
Occidental College’dan Alexandria Pivovaroff, Kosta Rika’daki bir yanardağın yakınında yüksek karbondioksit seviyelerine maruz kalan ağaçlardan alınan yapraklarda fotosentezi ölçüyor. Kredi: Alessandra Baltodano/Chapman Üniversitesi.Görünmez
Sinyaller: Zorlu CO2 Tespiti
“Volkanlar çok fazla karbondioksit yayar,” diyor Bogue, ancak atmosferde o kadar çok mevcut karbondioksit var ki, volkanik karbondioksiti özellikle ölçmek genellikle zordur. Büyük patlamalar, NASA’nın Yörüngedeki Karbon Gözlemevi 2 gibi sensörlerle uzaydan ölçülebilecek kadar karbondioksit yayabilirken, bu çok daha zayıf gelişmiş uyarı sinyallerini tespit etmek zor olmuştur. “Bir patlamanın habercisi olabilecek mütevazı miktarlarda karbondioksit yayan bir volkan uydu görüntülerinde görünmeyecektir” diye ekledi.
Bu nedenle bilim insanlarının karbondioksiti doğrudan ölçmek için volkanlara gitmeleri gerekiyor. Ancak, dünya çapında potansiyel olarak aktif olan yaklaşık 1.350 volkanın çoğu uzak yerlerde veya zorlu dağlık arazilerde bulunuyor. Bu da bu bölgelerde karbondioksiti izlemeyi emek yoğun, pahalı ve bazen de tehlikeli hale getiriyor.
Ağaçların Tepkilerini İzlemek İçin Bir Araya Geliyoruz
Bogue gibi volkanologlar, volkanik faaliyetleri izlemek amacıyla ağaçlara bakmak için botanikçiler ve iklim bilimcilerle güçlerini birleştirdi. “Bütün fikir, doğrudan karbondioksit yerine ölçebileceğimiz bir şey bulmak,” diyor Bogue, “volkan emisyonlarındaki değişiklikleri tespit etmek için bize bir vekil vermek.”
Houston Üniversitesi’nden volkanolog Nicole Guinn, “Bu tür bir analiz yapmak için kullanabileceğimiz pek çok uydu var” dedi. Sicilya kıyısındaki Etna Yanardağı çevresindeki ağaçları izlemek için Landsat 8, NASA’nın Terra uydusu, ESA’nın (Avrupa Uzay Ajansı) Sentinel-2 ve Dünya’yı gözlemleyen diğer uydularla toplanan görüntüleri karşılaştırdı. Guinn’in çalışması, ağaç yaprak rengi ile magma kaynaklı karbondioksit arasında güçlü bir korelasyon olduğunu gösteren ilk çalışmadır.
Yer Gerçeği: Havadan Görevler ve Ağaç Örneklemesi
Uydu görüntülerini doğrulayan yerdeki doğruluğu teyit etmek, Fisher’ın volkanların etrafındaki ağaçların araştırılmasıyla uğraştığı bir zorluktur. Mart 2025 Havadan Doğrulama Birleşik Deneyi sırasında: NASA ve Smithsonian Enstitüsü ile Karadan Okyanusa görevi sırasında bilim insanları Panama ve Kosta Rika’daki bitki yaşamının renklerini analiz etmek için bir araştırma uçağına bir spektrometre yerleştirdi.
Fisher, Kosta Rika’daki aktif Rincon de la Vieja yanardağı yakınındaki ağaçlardan yaprak örnekleri toplayan ve aynı zamanda karbondioksit seviyelerini ölçen bir grup araştırmacıyı yönetti. Fisher, “Araştırmamız ekoloji ve volkanoloji arasında iki yönlü disiplinler arası bir kesişme” dedi. “Sadece patlamanın erken uyarısı olarak ağaçların volkanik karbondioksite verdiği tepkilerle değil, aynı zamanda Dünya’daki tüm ağaçlar yüksek düzeyde karbondioksite maruz kaldığında Dünya’nın geleceğine açılan bir pencere olarak ağaçların ne kadar karbondioksit alabildiğiyle de ilgileniyoruz.”
Ağaç Temelli Volkanik İzlemenin Sınırları
Volkanik karbondioksit için vekil olarak ağaçlara güvenmenin sınırlamaları vardır. Birçok volkan, uyduların görüntüleyebileceği kadar ağacı desteklemeyen iklimlere sahiptir. Bazı ormanlık ortamlarda ağaçlar değişen karbondioksit seviyelerine farklı tepkiler verir. Ayrıca yangınlar, değişen hava koşulları ve bitki hastalıkları volkanik gazlara ilişkin uydu verilerinin yorumlanmasını zorlaştırabilir.
Yine de Schwandner, volkanik karbondioksit gözlemlerinin potansiyel faydalarına ilk elden tanık oldu. Filipinler’deki Mayon yanardağındaki izleme ağını karbondioksit ve sülfür dioksit sensörlerini içerecek şekilde yükselten bir ekibe liderlik etti. Aralık 2017’de Filipinler’deki hükümet araştırmacıları bu sistemi kullanarak yaklaşan bir patlamanın işaretlerini tespit etti ve yanardağ çevresindeki bölgenin toplu olarak tahliye edilmesini savundu. 23 Ocak 2018’de büyük bir patlama başlamadan önce 56.000’den fazla kişi güvenli bir şekilde tahliye edildi. Erken uyarılar sonucunda herhangi bir can kaybı yaşanmadı.
Umut Verici, Ezber Bozan Bir Araç
Yanardağların çevresindeki ağaçları izlemek için uyduların kullanılması, bilim insanlarına daha fazla yanardağ hakkında daha erken bilgi verecek ve gelecekteki patlamalar için daha erken uyarılar sunacaktır. Schwandner, “Volkanlardan gelen ve sihirli bir değnek olan tek bir sinyal yok,” dedi. “Volkanik karbondioksitin ağaçlar üzerindeki etkilerini izlemek de sihirli bir değnek olmayacak. Ama oyunu değiştirebilecek bir şey olacak.”
Kaynak: https://scitechdaily.com