[パプアニューギニア]ドローンが活性火山へ飛行、将来は人命救助にも


パプアニューギニアにあるマナム火山。2010年7月16日撮影。

(Image: © Jesse Allen/NASA Earth Observatory)

地球上に約300もの活性火山があると推定されている。どのようにして、噴火前に監視・事前警報を促すかは問題だ。なぜなら噴火ガスの噴出量を推定するのも容易ではないからだ。

昨今、研究者達は特化型ドローンを設計し、パプアニューギニア (PNG) にて活性火山でのデータ収集をしている。

ドローンは、近隣の火山を監視し将来起こりうる噴火を予報することで、地域コミュニティの助けになるだろう。また、地球上にある危険で近寄りがたい活性火山に関する情報や、火山がいかに地球規模炭素循環 (global carbon cycle)に影響を与えているかを学べるだろう。

マナム火山はパプアニューギニアのノースイースト海岸から10kmほど離れた島に位置している。その島には9000以上もの人が住み、マナムモトュ(Manam Motu)- 現地の言葉を訳すと、国の中でも活発な活性火山の1つと知られている。2004年に起きたマナム火山の盛大な噴火は、島人全員に本土への避難を余儀なくさせ、島人達の住宅や作物を荒廃した。

科学者達は、火山が噴火する際の複数の予測方法を推定している。地震活動地域を監視、火山の傾斜した壁の膨らみから地下のマグマの増進を調べることが可能だ。

空が快晴時には、衛星が頻繁に二酸化硫黄(SO2)のような火山の噴出ガスの量を推測・計測することが出来る。それらのガスの噴出量の変化は、火山下での活動のシグナルにもなります。

”マナム火山は詳しく研究されていないものの、衛星データから強力なガスの噴出量があることが見受けられる。” エマ・リウ --- カレッジロンドン大学卒で地球科学者と航空宇宙エンジニアによる研究チームを牽引する火山学者は言う。

”(また)私たちは、この巨大な二酸化炭素噴出口から出てくる炭素の噴出量を定量化したい。”ニューメキシコ大学出身のトビアス・フィッチャーはそう付け加えた。

火山による炭素の噴出量は我々人間に比べ遥かに少ないが、それでも科学者達は火山が噴出する二酸化炭素の量を推測し、我々に残された炭素バジェットを今後の気象変化による効果を制限させるための要因づけたいと思っている。

パプアニューギニアまで向かい、国際チームは2タイプの長距離ドローンにガスセンサー・カメラ・その他のデバイスを装備したものを使用し、マナム島へ2018年10月と2019年5月に2ヶ所のフィールド調査を行った。

マナムの急勾配な傾斜は驚くほど危険で、ガスのサンプルを実際に収集をするなんて躊躇するほどだ。その点、ドローンは大きく波打つ噴煙上でも安全に飛行し、研究チームが火山の噴出ガスを正確に計測するのに貢献します。


ドローンは2,000m以上の高さまで飛行し、マナム火山の荒れ狂う火山の噴煙口付近や、着陸パッドから6kmほど離れた場所でパイロットの視界から消えるまで飛行します。

各フライトにて、ドローンは迅速な分析のために、マナム火山と2つあるクレーターの静止画を撮り、噴煙口真上のガスの含有成分を計測し、4つのバッグにガスを集めます。

飛行中のドローンによる航空写真は、2018年10月〜2019年5月にかけてのマナム火山の南にあるクレーターのガスが濃化していることをあらわした。事実、研究家達による2回目のフィールド研究から1ヶ月が経過した7月、火山は噴火した。

しかし火山の噴出量の増加だけでは噴火が切迫しているのかしていないのかを示唆するために頼る情報としては乏しい。そのため、研究家達は異なるガスとの比率を調査すべく、CO2とSO2とし調べた。

上記の方法は、巨大な噴火前に起こると言われる、熱しているマグマの表面が上昇時や、濃化したCO2が放出された際に検知するのに役立ちます。

しかしマナム火山の場合、ガスは混合された状態で噴出されていたことを、研究者達は2回のフィールドトリップにて発見している。

ドローンの計測と衛星データを融合させると、研究者達はマナム火山が世界トップ10クラスの噴出量が多い火山にランク付けすることが出来ると言う。毎日噴出される量はなんとCO2が3700トン、SO2が5,100トンと以前の推測より高い結果と推定されている。

またチームは、多様なガスの中にある炭素同位体を研究・分析したところ、マナム火山が噴出する炭素は上層のマントルによるもので、地層の浅い層からではないと判断した。

”我々の新しいアプローチ - 長距離・高度な(ドローン)の操縦が可能にしたシチュエーションの計測 - はマナム火山のような急勾配・危険・活性化している火山のガスを分析する上で現在唯一可能な手段だ。”とし、彼らの研究レポートを締めた。

今後の研究は、,科学者達による更なる熱心な仕事とドローンによる飛行よって行われるだろう。この計測にかかった日数はわずか10日間だ。

設備のための十分な投資、地域科学者のトレーニング、そして戦略はフィリピンにあるマヨン火山やインドネシアのシナブン火山のような危険で近寄りがたい火山の監視にも応用できるだろう。

Originally published in Live Science (https://www.livescience.com/drones-flying-into-active-volcanoes.html) By Clare Watson - Live Science Contributor