卫星图像可以帮助预测水下火山即将爆发的时间

预测火山爆发是出了名的棘手。这在很大程度上是因为火山是独一无二的，每个火山都有自己的怪癖和个性：从研究一座火山中学到的经验可能并不直接适用于另一座火山。幸运的是，研究人员越来越善于发现可以广泛应用的警告信号。其中一些最著名的是地震活动加剧、温度升高、岩浆池扩大和气体释放。使用卫星图像的新研究现在为水下火山提供了一个新的警告信号：海洋颜色的变化。

这个想法很简单：人们早就知道，随着水下火山准备喷发，它们释放的气体和化合物会影响周围海水的成分。例如，富含铁的水看起来呈黄色或棕色，而铝和硅会使水变白。挑战一直在于系统地应用这些信息来做出有用的预测。准确测量这些颜色变化并不容易。

广岛大学副教授 Yuji Sakuno 一直在研究这个问题。作为遥感专家，他在这项工作中的关键工具是日本航天局 (JAXA) 的全球变化观测任务 - 气候 (GCOM-C) 卫星。GCOM-C 每 2-3 天以 250 米的分辨率观察海洋，为 Sakuno 提供有关水色随时间变化的可靠数据。

通过将 GCOM-C 图像与来自 Himawari-8（地球静止气象卫星）的喷发信息相结合，Sakuno 能够在西之岛火山活动前一个月左右注意到海水颜色的变化。

这张照片显示了 5 月 16 日至 6 月 25 日在西之岛附近作为火山活动指数的 (Fe + Al)/Si 分布样本：(a) 2020 年 5 月 16 日至 23 日，(b) 2020 年 5 月 24 日至 31 日， (c) 2020年6月1-8日，(d) 2020年6月9-16日，(e) 2020年6月17-24日，(f) 2020年6月25日-7月2日。 Fe+Al)/Si)=45.4(x)-13.3 到 SGLI（第二代全球成像仪——GCOM-C 上的仪器）数据。由此可以看出，在此期间，岛屿东北部的分布呈上升趋势，随后变色逐渐向岛屿周围海域发展，最后消失。西之岛位于日本东京以南约 1,000 公里处。本产品使用的原始数据由 JAXA 的 JASMES（JAXA 环境研究卫星监测）提供。信用：

使这成为可能的突破之一涉及找到一种准确测量颜色的方法，尽管阳光会扭曲并用明显的水彩画把戏。Sakuno 在其他研究领域寻找解决方案：之前对温泉水所做的工作提供了抵消太阳扭曲所需的工具。

Sakuno 对这项技术有很大的计划：“在未来，”他说，“我想建立一个可以更准确地预测火山爆发的系统，与日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA)、海事安全厅、它正在监测海底火山和相关研究。”

这张图片展示了 2020 年西之岛周围四个方向（北、东、南、西）变色海水的色度数据。该研究调查了海水的颜色特征，以验证 SGLI 获得的数据是否准确捕捉了实际情况变色的海水。根据 SGLI 数据估计，甚至在火山活跃前大约一个月，它检测到西之岛岛的化学物质分布发生了显着波动。图片来源：佐野雄二。

这项研究还强调了地球观测卫星的价值。进入轨道的绝大多数航天器不是用来研究宇宙的，而是用来回望地球的。GCOM-C 等太空任务旨在改善家庭生活。无论是通过启用通信和 GPS，还是帮助我们了解和跟踪气候变化，或者保护我们免受火山爆发等重大事件的影响，世界太空基础设施对我们所有地面地球人都具有非常实际的价值。