Los vigilantes espaciales de los volcanes

ESA. La importancia de la cobertura global y frecuente de los datos de los volcanes fue destacada en un artículo reciente publicado en Science. Los satélites están encontrando que los volcanes previa y probablemente inactivos están mostrando señales de actividad.

El montaje Alutu es un volcán en el centro de Etiopía. Esta imagen de InSAR muestra un pulso de levantamiento en 2008. La imagen, creada usando datos del satélite Envisat de la ESA, esta sobrepuesta sobre un modelo digital de elevación del terreno. Cada ciclo completo del color (franja) representa 2.8 cm de dislocación hacia el satélite. Créditos: J. Biggs, Universidad de Bristol
El montaje Alutu es un volcán en el centro de Etiopía. Esta imagen de InSAR muestra un pulso de levantamiento en 2008. La imagen, creada usando datos del satélite Envisat de la ESA, esta sobrepuesta sobre un modelo digital de elevación del terreno. Cada ciclo completo del color (franja) representa 2.8 cm de dislocación hacia el satélite. Créditos: J. Biggs, Universidad de Bristol

Así la erupción 2010 de Eyjafjallajökull en Islandia demostró que las erupciones volcánicas puede tener consecuencias sobre grandes regiones, así que la perspectiva global ofrecida por los sistemas basados en los satélites es vital para el monitoreo de los volcanes en terrenos alejados e inaccesibles.

La mayoría de los volcanes en todo el mundo no están eficazmente supervisados – o en absoluto. El artículo de “Monitoring Volcanoes” hizo referencia a un estudio sobre 440 volcanes activos en 16 países en vías de desarrollo. El estudio reveló que 384 tienen una rudimentaria o ninguna supervisión, incluyendo 65 volcanes identificados como presentación de un de riesgo elevado a grandes  poblaciones.

Los satélites de observación de la Tierra, tales como el Envisat (actualmente sin enviar datos) de la ESA, puede detectar tensiones  en los volcanes actualmente no monitoreados.

El radar de abertura sintética interferométrica, o InSAR, usa una técnica de  teledetección donde dos o más imágenes del radar sobre la misma área se combinan para detectar cambios superficiales leves  entre las adquisiciones de datos.

Los cambios minúsculos en la tierra  causan cambios en la señal de radar y llevan a generar los patrones de interferencia  tipo arco iris-coloreados en la imagen combinada, conocida como un interferograma del SAR.

El movimiento del  magma subterráneo puede causar la deformación de la superficie superior, así InSAR se puede utilizar para monitorizar los volcanes. Los volcanes activos son a menudo peligrosos y difíciles de tener acceso, así que los métodos basados en los satélites proporcionan una perspectiva global no realizable usando los instrumentos de tierra.

Este interferograma derivado de los datos del radar de Envisat de enero de 2009 a abril de 2010 muestra la grieta Etíope principal, que contiene una cadena de volcanes, de fallas y de los lagos (en negro). Los anillos concéntricos (franjas) alrededor de los volcanes Alutu, Corbetti y Bora indican la deformación. Cada anillo corresponde a 2.8 cm de movimiento en la visión basada en los satélites. Créditos: J. Biggs, Universidad de Bristol.
Este interferograma derivado de los datos del radar de Envisat de enero de 2009 a abril de 2010 muestra la grieta Etíope principal, que contiene una cadena de volcanes, de fallas y de los lagos (en negro). Los anillos concéntricos (franjas) alrededor de los volcanes Alutu, Corbetti y Bora indican la deformación. Cada anillo corresponde a 2.8 cm de movimiento en la visión basada en los satélites. Créditos: J. Biggs, Universidad de Bristol.

InSAR es particularmente útil para áreas tropicales donde la cubierta de nubes puede obscurecer las observaciones  visuales porque el haz del radar puede pasar a través de las nubes.

Las observaciones basadas en los satélites también proporcionan una perspectiva global, trazando la tensión tectónica a través de continentes y permitiendo la exploración de volcanes en áreas alejadas o inaccesibles.

Consecuentemente, muchos volcanes previa y probablemente inactivos ahora se saben que muestran actividad residual. Los recursos para adquirir datos y monitorizar la superficie terrestre se pueden ahora usar y apuntar a tales volcanes.

Un ejemplo resumido en artículo de Science fue el levantamiento detectado en el monte Longonot, Kenia. Usando datos del radar del satélite  Envisat de la ESA, los científicos registraron un levantamiento de 9 cm entre 2004 y 2006.

ERS captura la “respiración” del Etna – 1992 2001 Los datos del radar de abertura sintética del ERS adquiridos entre 1992 y 2001 fueron utilizados en esta animación de Mt Etna en Sicilia, Italia. Se compone de 100 interferogramas, que son producidos para el análisis de la diferencia de fase entre las imágenes consecutivas del radar. La animación traza la deformación superficial proyectada en tres dimensiones y sobrepuesta a un modelo digital de elevación del volcán. Inicialmente, el Etna se desinfla al final de una serie de dos años de erupciones del volcán. Comienza a inflar otra vez en 1995 y después continúa con una serie de episodios de inflación y de deflación, un proceso de respiración que refleja actividad en la cumbre. Créditos: – P. Lundgren de ESA/JPL
ERS captura la “respiración” del Etna – 1992 2001
Los datos del radar de abertura sintética del ERS adquiridos entre 1992 y 2001 fueron utilizados en esta animación de Mt Etna en Sicilia, Italia. Se compone de 100 interferogramas, que son producidos para el análisis de la diferencia de fase entre las imágenes consecutivas del radar. La animación traza la deformación superficial proyectada en tres dimensiones y sobrepuesta a un modelo digital de elevación del volcán. Inicialmente, el Etna se desinfla al final de una serie de dos años de erupciones del volcán. Comienza a inflar otra vez en 1995 y después continúa con una serie de episodios de inflación y de deflación, un proceso de respiración que refleja actividad en la cumbre. Créditos: – P. Lundgren de ESA/JPL

InSAR tiene un potencial enorme, pero sigue siendo relativamente una nueva técnica que confía en tiempos de la repetición y longevidad frecuentes de la misión. Pero los nuevos satélites de observación de la Tierra pueden proporcionar la continuidad de los datos necesarios usando InSAR.

Se espera que los satélites próximos Sentinel,  que se desarrollan para el programa  de monitoreo global para el medioambiente y seguridad (GMES), adquieran datos sobre todas las masas de la tierra cada seis días para las dos décadas próximas.

“InSAR es campo creciente – en los pasados 10 año de mi implicación, el número de satélites, el proceso de algoritmos y de usos se han multiplicado,” dijo Juliet Biggs, co-autor del  programa de monitoreo de volcanes  y  compañero Postdoctoral.

“La comunidad interesada ha ido desde un pequeño puñado de especialistas a una amplia gama de científicos, gobierno e industria. La política de la misión de la ESA ha sido la raíz de esta extensión, y espero trabajar con ellos durante muchos años para trabajar en la generación siguiente de satélites Sentinel”

La detección temprana de erupciones todavía ofrece desafíos importantes, y los científicos todavía están intentando imaginar cómo decir si un período de “tensiones” volcánicas llevará a la erupción. Pero el monitoreo constante puede proporcionar tipos de patrones y consecuencias de actividad y pueden ayudar a conseguir un cuadro más claro de un comportamiento de las montañas. Y los datos basados en los satélites de alta resolución pueden también a apoyar las autoridades de la protección civil para elaborar planes de evacuación.

Esta entrada se publicó en Noticias en 21 May 2012 por Francisco Martín León

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