スーツケースは火口から300メートルほど離れた黒い灰の上に鎮座している。中には、ストロンボリ火山が空に噴き出す白熱した破片を一つ一つ捉えるハイスピードカメラが取り付けられている。外では、INGVの火山学者たちが既に谷に降り立っている。彼らは1日に一度、バッテリーとメモリーカードを交換するためだけに登る。残りはストロンボリ火山に任せている。 SKATE すべて自動で：録画、同期、待機。爆発でトラックほどの大きさの岩が超音速で飛び散る瞬間、システムはすでに準備万端だ。毎秒数百フレームの映像、正確な温度、そして噴火の音。すべてが1つのファイルに、完璧に整列して収録されている。 5年間で、活火山の爆発は1000件以上分析されてきました。研究者がレッドゾーンで何時間も足止めされることはなくなりました。リスクを軽減する5万8000ユーロ相当のスーツケース。
活火山の近くに滞在するのは高すぎる場合
爆発的な噴火を間近で撮影するのは、常に困難を極めます。カメラを設置し、何時間も何かが起こるのを待ち、すべてが適切なタイミングで作動することを祈らなければなりません。研究者たちは現場に留まり、有毒ガス、溶岩の飛散、そして極度の高温にさらされなければなりません。
L '国立地球物理火山研究所 （INGV）は2024年7月に異なるアプローチの結果を発表しました。 SKATEの頭字語 爆発的噴火の運動学的取得のためのセットアップすべてを自動で行うポータブル天文台。
このシステムは、 テクノロジー機器エンジニアリングソリューション （TEES）と デューソフトINGV仕様に準拠しています。価格は約58ドルで、ポリプロピレン製の硬質スーツケースに収まります。スーツケースの内容は以下の通りです。 サーマルカメラ 毎秒32フレームで録画する。 高速のもの 温度の急上昇を検知するとバーストを発射する。 音響センサー, 防水コンピューターすべてがリアルタイムで同期。爆発が起きれば、SKATEは準備完了。手動で待つ必要はなく、決定的な瞬間を逃すリスクもありません。
活火山の自然の実験場、ストロンボリ
ストロンボリ島 地球上で数少ない、活動を続ける火山の一つです。何世紀にもわたり、毎時間小規模な爆発を繰り返し、白熱した溶岩、火山礫、灰の破片を噴き出しています。約500人の住民と数千人の観光客が、この自然の景観と共に暮らしています。火山学者にとって、アクセスしやすく、常に観測が可能で、比較的予測しやすい理想的な実験室と言えるでしょう。INGVは地震観測網、固定カメラ、GPSステーションを用いて観測を行っています。しかし、爆発の仕組みを真に理解するには、破片の速度、マグマの温度、噴火音といった詳細なデータが必要です。SKATEは活火口から300～900メートルの距離に設置され、2019年から2024年まで運用されました。
2番目の ヤコポ・タッデウチINGVの上級研究員、
「爆発的な噴火は、トラックや塵粒ほどの大きさの粒子が秒速数メートルから超音速まで移動する、極めて高速なプロセスです。」
それを撮影するには、1秒間に数百フレームを「撮影」するカメラと、噴火を同時に見て、聞いて、感知できる機器が必要だ。
ポータブル天文台の仕組み
SKATEは 有名な （高速マルチパラメータセットアップ)以前のINGVプロトタイプであるFAMoUSは機能しましたが、重くて扱いにくく、手動で設置する必要があり、手動で起動する必要がありました。研究者は、ほんの数シーケンスを撮影するために、危険地帯に何時間も留まらなければなりませんでした。
SKATEは軽量で、数分でセットアップでき、必要な時に自動的に起動します。内蔵コンピューターがサーマルイメージングカメラと高速カメラを連携させます。4K動画を連続録画すると、数時間でメモリがいっぱいになり、使用可能な容量の100倍にもなってしまいます。そこで解決策となるのが、自動起動です。サーマルイメージングカメラは常に稼働しており、急激な温度上昇を検知すると、高速カメラが起動します。すべてのデータは、2つの6テラバイトSSDに単一の同期ファイルとして書き込まれます。
電力はソーラーパネルと交換可能なバッテリーで供給されます。バッテリー駆動時間は、天候が良ければ丸一日です。火山学者は1日に1回登頂し、バッテリーとメモリーカードを交換して下山します。 数時間ではなく数分。 モジュール設計によりセンサーの追加が可能になり、INGV は二酸化硫黄の排出量を定量化する UV カメラと、1 秒あたり 10 回距離を測定するレーザー距離計をテストしています。
後者は火山弾の軌道を正確に再現し、どこに着地するかを把握するために使用されます。
千の爆発、千の異なる個性
INGVチームは2019年から2024年にかけて、SKATEによって記録された1000回以上の爆発を分析しました。それぞれのクレーターは独自の特徴を帯びてきました。ガスを多く含んだ噴出音はより柔らかく、より長く続きます。火山灰や火山弾を伴った爆発は、轟音を短時間響かせ、白熱した破片をより高く吹き上げます。 最近の研究 それを実証する 活火山の噴火は地球の気候に重大な影響を及ぼす水の流れの変化から降水量の変化まで。爆発の仕組みを理解することは、単なる科学的好奇心の問題ではなく、人々を守ることにもつながります。
SKATEは24時間7日体制の警報システムではありません。クレーター縁からリアルタイムで情報を送信するには複雑で膨大なデータ量を必要とします。その代わりに、クレーターから離れた場所に設置された固定監視ネットワーク（サーマルカメラ、超低周波音波アレイ、地震観測所など）のニーズに応えます。
SKATEによって収集されたデータは、これらのネットワークによって記録された信号の解釈を向上させるのに役立ちます。マグマ中のガス泡がどのように上昇するか、火道がどのように形成されるか、そして通常の機器では観測できない地下のプロセスについて理解を深めることが研究されています。INGVは、これらの繰り返しパターンを用いて、自動システムが信号を認識するための訓練を可能にする参照ライブラリを作成しています。 早期警告 ライブデータで。
ストロンボリを超えて
SKATEは、エトナ山グアテマラのフエゴ川とサンティアギート川沿いにある。次の目的地は ヤスール山 バヌアツにあるこの火山は、白熱した溶岩とガスが規則的に噴出する噴火をほぼ継続的に起こしていることから、「太平洋の灯台」という別名を持っています。 世界には500億人の人々がいる 活火山の近くに住んでいるが、その多くには監視システムがない。
どのように説明していない ピエルジョルジオ・スカルラートINGVリサーチディレクター、
湿度、ガス、急激な温度変化など、極限の条件下での作業は、あらゆる技術にとって真の試練です。今の違いは、私たちの介入が数時間ではなく数分で済むことです。
湿気はケーブルを腐食させ、蒸気はカメラレンズを曇らせます。最近の展開では、ヤギがマイクケーブルを食べてしまいました。ストロンボリ島でのテストでは、夜間の白熱爆弾追跡に最適な新型高速白黒センサーが予想以上に苦戦しました。爆発はわずか数秒しか続かず、センサーが焦点を合わせる時間がなかったのです。技術的な問題は確かにありますが、対処可能な範囲です。
真の違いは露出時間です。前述の通り、数時間ではなく数分です。これは研究者にとって安全性の向上、科学研究のためのより良いデータを意味します。そしておそらく、活火山の麓に住む人々にとって、より正確な予測が可能になる日が来るでしょう。
