Les émissions de gaz sont la manifestation de l’activité se produisant sous la surface d’un volcan. Les mesurer permet aux chercheurs de voir ce qui ne peut être vu de la surface. Ces connaissances sont essentielles pour la surveillance des risques et la prévision des futures éruptions. Depuis le milieu des années 2000, les caméras ultraviolettes SO2 sont devenues des outils importants pour mesurer les émissions.
Les campagnes de mesure doivent cependant être accompagnées d’un utilisateur, ce qui rend les caméras SO2 inadaptées à l’acquisition de jeux de données à long terme. La construction et l’exploitation de ce type de caméra peuvent coûter plus de 20 000 $, ce qui entraîne l’installation permanente de très peu de caméras.
Pour obtenir de meilleures données de surveillance à long terme, une équipe internationale de chercheurs a développé une caméra SO2 pour mesurer en continu les taux d’émission des volcans. Ils ont maintenant publié un article sur la conception de la caméra et deux ensembles de données initiaux dans Frontières en sciences de la Terre.
« Notre instrument utilise un capteur qui n’est pas différent des capteurs d’appareil photo des smartphones. Il est modifié pour le rendre sensible à la lumière ultraviolette, permettant ainsi la détection du SO2 », a déclaré le Dr Thomas Wilkes, chercheur à l’Université de Sheffield et auteur principal de l’étude.
Moins coûteux et gourmand en énergie
Par rapport aux modèles précédents, la caméra SO2 des chercheurs est nettement moins chère et consomme moins d’énergie. Le nouveau design a un prix d’environ 5 000 $, ce qui réduit le coût des pièces nécessaires à la construction de l’appareil photo à environ un quart des modèles précédents.
« Dans la mesure du possible, nous imprimons également des pièces en 3D, pour maintenir les coûts aussi bas que possible », a expliqué Wilkes. « Nous introduisons également un logiciel convivial et disponible gratuitement pour contrôler l’instrument et traiter les données acquises de manière robuste. » L’abordabilité et la convivialité rendent la caméra accessible à davantage de volcanologues qui, autrement, n’auraient peut-être pas accès à des ensembles de données contenant des taux d’émission de gaz précis.
De plus, la consommation électrique du système est faible, avec une moyenne de 3,75 Watts. C’est environ la moitié de ce qui était nécessaire pour alimenter les systèmes présentés précédemment. Sur les sites où il y a peu d’énergie solaire à exploiter, cela sera particulièrement bénéfique, ont écrit les chercheurs. Leur caméra fonctionne avec des panneaux solaires ou des batteries moins nombreux ou plus petits, ce qui réduit encore le coût global.
Bien qu’il existe d’autres instruments pour mesurer les émissions volcaniques, « la caméra SO2 peut fournir des données de résolution temporelle et spatiale plus élevées qui pourraient faciliter de nouvelles recherches volcanologiques lorsqu’elles sont installées de manière permanente », a déclaré Wilkes.
Données du Chili et d’Hawaï
Wilkes et son équipe ont également présenté deux ensembles de données préliminaires de Lascar, un stratovolcan au Chili, et de Kilauea, un volcan bouclier sur la grande île d’Hawaï, où leur caméra fonctionne en continu.
« Avant maintenant, seuls trois volcans ont été équipés de caméras SO2 permanentes », a déclaré Wilkes. « Des campagnes de terrain discrètes ont été menées, et bien qu’elles puissent être inestimables pour une gamme de questions de recherche, il est important de pouvoir mesurer l’activité volcanique en continu, car elle peut varier considérablement de quelques minutes à des décennies, des siècles et au-delà. »
Bien qu’ils soient économiques et faciles à utiliser, les chercheurs ont souligné certaines limites des caméras au SO2 : » Elles dépendent des conditions météorologiques et fonctionnent mieux sous un ciel bleu clair lorsque le panache de gaz volcanique se déplace à un angle de 90 degrés par rapport à la vue. direction de la caméra », a déclaré Wilkes.
Plus d’information:
Une nouvelle caméra SO2 permanente, à faible coût et à faible consommation pour la mesure en continu des émissions volcaniques, Frontières en sciences de la Terre (2023). DOI : 10.3389/feart.2023.1088992