Sopečné erupce jsou velmi nebezpečným projevem seismické činnosti. Mohou ohrožovat stovky milionů lidí, ale věda je zatím nedokáže uspokojivě předpovědět. O změnu se pokusil tým, který popsal velmi detailně aktivitu jedné italské sopky.
Sopečné erupce mohou mít dramatické následky na to, co se stane na povrchu. Všechno důležité se přitom odehrává pod povrchem, mnohdy dokonce desítky kilometrů pod ním. Předpovědět erupci je nemožné bez toho, aniž by se prozkoumalo, co se děje pod zemí.
Je to podobné, jako když lékaři studují pochody uvnitř lidského těla, které se projevují navenek. Jenže pohledu do lidských útrob nebrání desítky tun žhavého magmatu. Tým vědců z Ženevské univerzity ve spolupráci s Národním institutem geofyziky a vulkanologie v Itálii úspěšně vytvořil trojrozměrný model vnitřku vulkánu Vulcano. 3D model vědci získali s bezprecedentní přesností, využili k tomu záznamy ze sopky v kombinaci se strojovým učením:
Výsledky vydali v odborném časopise Nature Communications, představují podle nich významný průlom v porozumění sopečným strukturám a potenciálně i v řízení rizik.
Neznámé sopky
Na Zemi je víc než patnáct set aktivních sopek, ale vědci dokázali zatím prozkoumat méně než třetinu z nich. Přitom v bezprostřední blízkosti těchto vulkánů žije přes osm set milionů lidí, takže v případě erupcí může být ohrožena jejich bezpečnost.
„Zatím se seismologie sopek zaměřovala především na seismické signály pod sopkami. Rozsáhlé studie už sice pomohly popsat jejich vnitřní struktury, ale jen velmi málo z nich podrobně zkoumalo, co se děje hluboko pod zemí,“ popsali autoři nového výzkumu. Je to způsobeno tím, že každá sopka je trošku jiná, jejich útroby jsou špatně přístupné a samozřejmě i nebezpečné.
Vědci si pro tento výzkum vybrali sopku Vulcano, která se nachází na stejnojmenném ostrově na severu Sicílie. Když vstoupila na konci roku 2021 do fáze neklidu, která se projevila otřesy půdy, jež naznačovaly, že se pod sopkou začíná pohybovat magma a plyn. Seismologové na to okamžitě zareagovali.
Rozmístili po celém ostrově více než dvě stovky velmi pokročilých senzorů, které jsou schopné detailně zaznamenávat sebejemnější otřesy země. A pak využili toho, že různé seismické vlny se šíří různě rychle, když procházejí odlišným podložím. Podloží ostrova dobře znají, takže byli schopni s pomocí umělé inteligence analyzovat obrovské množství naměřených dat, aby vytvořili mapu pohybů magmatu pod sopkou.
Výzkum byl podle autorů přelomový rovnou dvěma způsoby: jednak samotným množstvím senzorů, ale i tím, že tuny dat analyzovaly modely strojového učení. „Jedná se o průlom srovnatelný s přechodem od ultrazvuku k magnetické rezonanci v medicíně,“ popsali vědci.
Tyto výsledky sice zatím ještě neumožňují předpovědět erupci, ale už představují významný pokrok v porozumění vnitřní dynamice sopek. Vědci věří, že kdyby se jim podařilo podobným způsobem popsat více vulkánů, mohli by srovnáním získat dostatek informací k tomu, aby jednou blížící se výbuch sopky předpovědět dokázali.
