Dynamik des Ozeanbodens

Vulkanüberwachung

Abbildung 1: Fernerkundungsmethoden in der Vulkanüberwachung

Abbildung 2 und 3: Stationäre Mini-DOAS am Vulkan Villarrica, South-Central Chile

Verantwortliche Person: Dr. Thor Hansteen H. 
 
Einführung  

Die Gruppe hat sich auf die quasi in Echtzeit durchgeführte Auswertung von kontinuierlichen, automatisierten Messungen vulkanischer Gase, insbesondere der Messung von Schwefeldioxidemission (SO2) spezialisiert. Die kontinuierlichen Gasmessungen ermöglichen selbst kurzfristige Veränderungen der an aktiven Vulkanen ausgestoßenen Menge SO2 zu erfassen, die zur Beurteilung des Aktivitätszustands jedes Vulkans genutzt werden können. In Kombination mit anderen Datentypen wie seismischen Signalen, Bodendeformation und thermischen Anomalien, wird die Menge und Zusammensetzung vulkanischer Gase als Indikator für die gegenwärtige Entwicklung der magmatischen Aktivität eines Vulkans verwendet und stellt somit ein wichtiges Instrument zur Abschätzung vulkanischer Gefahren dar. 

 

Gas Flussmessungen an aktiven Vulkanen

Vulkanische Gase enthalten SO2, das mittels spektroskopischer Verfahren im Bereich des ultravioletten (UV) oder sichtbaren Lichts qualitativ und quantitativ nachgewiesen werden kann. Wir verwenden spezielle stationäre Scanning Mini-DOAS (Miniatur - Differenzielle Optische Absorptions Spektrometer)-Systeme, die im Rahmen des EU-geförderten Projekts NOVAC entwickelt wurden, in dem wir Partner waren. Das Messprinzip basiert auf der wellenlängenabhängigen Absorption von Licht in gasförmiger Materie. Die Instrumente benutzen gestreutes Sonnenlicht als Lichtquelle und messen sowohl räumliche SO2-Konzentrationen, als auch SO2-Flüsse. Eine zeitliche Auflösung von wenigen Minuten pro Scan ermöglicht die Korrelation z.B. mit seismischen Daten, was die verfügbaren Informationen für die Echtzeit-Risikobewertung und Forschung an den Vulkanen wesentlich erweitert. 

Wir betreiben mehrere Arrays dieser stationären Scanning mini-DOAS Instrumente mit einem speziellen Fokus auf die chilenischen Vulkane (SFB574(at)geomar.de). Die mobile Version der Instrumente kann als Teil einer „vulkanologischen Einsatzgruppe“ (EXUPÉRY VFRSBOEING) eingesetzt werden. 

 
Weitere Techniken zur Vulkanüberwachung

Ergänzend zu unseren DOAS Instrumenten nutzen wir weitere multispektrale Techniken für die Fernerkundung des Vulkanverhaltens. Optische Methoden zur Überwachung der Gasflüsse nutzen die Absorptionsbänder von Gasen im ultravioletten / sichtbaren und infraroten (IR) Bereich des elektromagnetischen Spektrums. Die von verschiedenen Quellen zur Verfügung gestellten Daten satellitengestützter Messinstrumente werden verwendet, um die Zusammensetzung der vulkanischen Rauchfahnen abzuschätzen und thermische Anomalien bei Vulkanen zu erkennen.