科学家们发现，可以通过观察火山周围树木的绿化程度来判断火山是否即将喷发，树叶越发鲜艳可能预示着火山爆发的临近。此前，这些细微的颜色变化只能从地面观察到，但最近研究人员找到了一种从太空监测它们的方法。
美国国家航空航天局（NASA）和史密森尼学会之间的一项新合作，可能会在探测火山爆发的最初迹象方面“改变游戏规则”，火山学家在本月早些时候NASA发布的一份声明中表示。这些迹象有助于保护社区免受火山爆发的最严重影响，包括熔岩流、喷射岩石、火山灰、泥石流和有毒气体云。
“火山早期预警系统已经存在，”NASA艾姆斯研究中心地球科学部主任、火山学家弗洛里安·施万德纳在声明中说，“这里的目标是使它们更好、更早地发挥作用。”目前，火山即将爆发的指标包括地震活动、地面高度变化和二氧化硫排放，这些都可以从太空观察到。科学家们还在寻找与地球表面附近的岩浆有关的二氧化碳（CO2）排放，但由于大气中CO2的普遍存在，用卫星精确定位这些排放比二氧化硫更难。
加拿大麦吉尔大学火山学博士生罗伯特·博格在声明中说：“一座火山排放的少量二氧化碳可能预示着火山爆发，但这不会在卫星图像中显示出来。”
研究人员对探测这些排放特别感兴趣，因为根据声明，CO2是火山即将爆发的最早迹象之一，甚至早于二氧化硫。为此，科学家们一直在开发基于火山周围树木颜色来监测二氧化碳的方法。从即将爆发的火山中飘出的CO2云会促进周围树木和植物的健康，使它们的叶子更绿、更茂盛。
博格在声明中说：“整个想法是找到我们可以测量的东西，而不是直接测量二氧化碳。”
直到最近，如果科学家们想测量火山的CO2水平，他们还必须跋涉到火山。通过使用树叶的颜色作为火山气体浓度的指标，研究人员可以省去进入偏远和潜在危险地点的麻烦，而是依靠卫星来完成这项艰苦的工作。
2008年5月2日，智利南部的柴滕火山在9000年内首次爆发。NASA的卫星监测火山附近植被的变化，这可能有助于更早地预警火山爆发。（图片来源：Jeff Schmaltz, MODIS Rapid Response Team, NASA Goddard Space Flight Center）
2024年发表在《遥感环境》杂志上的一项研究显示，意大利埃特纳火山周围的二氧化碳和树木之间存在很强的相关性。通过使用Landsat 8和其他地球观测卫星在2011年至2018年间拍摄的照片，该研究的作者展示了CO2含量和植被绿度方面的16个明显峰值，这些峰值与岩浆从火山向上迁移同时发生。
该研究的主要作者、德克萨斯州休斯顿大学火山学博士生妮可·吉恩在声明中说：“我们可以使用大量的卫星来进行这种分析。”
然而，从太空测量树木的绿度并非在所有火山环境中都有用。根据声明，许多火山没有树木，或者至少没有足够多的树木可以用卫星测量。一些树木和森林可能对二氧化碳水平的变化做出意想不到的反应，例如，如果它们受到火灾、疾病或异常天气条件的影响。
施万德纳说：“追踪火山二氧化碳对树木的影响不会是万能的。但这可能会改变游戏规则。”
为了扩展这种新方法的潜力，来自NASA、史密森尼学会和其他组织的研究人员最近启动了机载验证统一实验：陆地到海洋（Airborne Validation Unified Experiment: Land to Ocean, AVUELO），该实验将比较火山周围树木的卫星图像与地面观测结果。目的是确保数据匹配，以便科学家们可以校准星载仪器并推进研究。
（背景延伸：NASA的Landsat系列卫星，自1972年发射首颗卫星以来，持续提供地球观测数据，为火山监测、森林覆盖变化等研究提供了重要支持。 ）。
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