Αξιολόγηση της χρήσης οπτικών δορυφορικών εικόνων για την ανίχνευση ηφαιστειακών επιπτώσεων στη μορφολογία της επιφάνειας των παγετώνων.

Από RemoteSensing Wiki

Παρούσα αναθεώρηση της 20:55, 18 Ιανουαρίου 2022

Εικόνα . Παγετώδη ηφαίστεια σε όλο το κόσμο .

Εικόνες .ASTER καζάνια πάγου πάνω από ενεργές γεωθερμικές περιοχές (περικικλωμένες με κόκκινο χρώμα) .

.

Αξιολόγηση της χρήσης οπτικών δορυφορικών εικόνων για την ανίχνευση ηφαιστειακών επιπτώσεων στη μορφολογία της επιφάνειας των παγετώνων.

Πρωτότυπος τίτλος : Assessing the Use of Optical Satellite Images to Detect Volcanic Impacts on Glacier Surface Morphology

Συγγραφείς: Michael Dieter Martin , Iestyn Barr , Benjamin Edwards , Matteo Spagnolo Sanaz Vajedian , Elias Symeonakis

Δημοσιεύθηκε: remote sensing MDPI 2021 special Issue Remote Sensing for Volcano Systems Monitoring

Department of Natural Sciences, Manchester Metropolitan University, Chester Street, Manchester M1 5GD, UK Department of Earth Sciences, Dickinson College, Carlisle, PA 17013, USA Department of Geography and Environment, University of Aberdeen, Aberdeen AB24 3UF, UK

Σύνδεσμος πρωτότυπου κειμένου  : https://doi.org/10.3390/rs13173453

Λέξεις – Κλειδιά : παγετωνοηφαιστειακός, ηφαιστειακός κίνδυνος , δορυφορική τηλεπισκόπηση, αλληλεπιδράσεις ηφαιστείου- παγετώνων , καζάνι πάγου

Εισαγωγή

Πολλά ηφαίστεια στη γη είναι σήμερα παγωμένα ή έχουν παγετώνες σε κοντινή απόσταση, και επομένως οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ ηφαιστείου- πάγου είναι συχνές. Τέτοιες αλληλεπιδράσεις είναι σημαντικές , καθώς συχνά οδηγούν σε πλημμύρες , ροές θραυσμάτων , διασπορά λεπτόκοκκης τέφρας. Ορισμένες από τις πιο θανατηφόρες (Nevazo del Ruiz, 1985) και πιο δαπανηρές (Eyjafjallajokull , 2010) εκρήξεις στη πρόσφατη ιστορία σχετιζόταν με ηφαίστεια που καλυπτόταν από πάγο. Η πρώτη έκρηξη στοίχισε τη ζωή σε 23000 ανθρώπους και η δεύτερη επηρέασε σε μεγάλο βαθμό τα αεροπορικά ταξίδια σε μεγάλα τμήματα της Ευρώπης με κόστος δισεκατομμυρίων ευρώ , λόγω της ευρείας διασποράς τέφρας. Ως εκ τούτου η διερεύνηση των αλληλεπιδράσεων ηφαιστείου – πάγου έχει σημαντική κοινωνική και οικονομική σημασία. Τη λύση έρχεται να δώσει η τηλεπισκόπηση παρακολουθώντας την ηφαιστειακή δραστηριότητα μέσω της παρατήρησης των παγετώνων στα ηφαίστεια με παγοκάλυψη. Τα τελευταία χρόνια νέα σύνολα δεδομένων δορυφορικής τηλεπισκόπησης είναι διαθέσιμα για ανάλυση. Η μελέτη αυτή στηρίζεται σε οπτικές πηγές τηλεπισκόπησης για τον εντοπισμό των ηφαιστειακών επιπτώσεων στη μορφολογία της επιφάνειας των παγετώνων, που είναι αναγνωρίσιμες από δορυφορικές εικόνες.

Ιστορικό

Τα γεγονότα που παρουσιάζονται σε αυτή τη μελέτη καλύπτουν παγετωνοηφαιστειακές αλληλεπιδράσεις από διαφορετικές γεωλογικές τοποθεσίες σε όλο το κόσμο. Αυτό συνεπάγεται μεταβλητά πάχη πάγου και διαφορετικής έντασης ηφαιστειακές εκρήξεις. Ένας συνηθισμένος τρόπος με τον οποίο οι παγετώνες επηρεάζονται από τα ηφαίστεια είναι η υποπαγετώδης θέρμανση και ο σχηματισμός παγωμένων καζανιών. Ο όρος “καζάνι πάγου” καλύπτει το φάσμα από ρηχές , μη χαραγμένες κοιλότητες στην επιφάνεια του πάγου έως απότομες , έντονα χαραγμένες κυλινδρικές σχισμές , οι οποίες εκτείνονται μέχρι τη βάση του παγετώνα.

Υλικά και Μέθοδοι

Στη παρούσα μελέτη διερευνήθηκαν 1400 οπτικές δορυφορικές εικόνες μεσαίας και υψηλής ανάλυσης. Μετά από λεπτομερή ανάλυση , επικεντρωθήκαμε σε σημαντικές ηφαιστειακές επιπτώσεις στη μορφολογία της επιφάνειας των παγετώνων .(Εικόνα1 , Πίνακας 1) Οι δορυφορικές εικόνες ελήφθησαν μέσω του GEE , του USGS και του Planet Earth. Οι εικόνες εξετάστηκαν στο ορατό και στο εγγύς υπέρυθρο φάσμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος και βελτιώθηκαν οπτικά κατά περίπτωση στο σύστημα γεωγραφικών πληροφοριών QGIS.

Περιγραφή συστήματος Επιλογή διάφορων δορυφορικών εικόνων με καζάνια πάγου ( Εικόνες ASTER ).

Καζάνι πάγου : εύκολα ανιχνεύσιμο με δορυφορικές εικόνες , εμφανίζονται ως σκοτεινές περιοχές έναντι της φωτεινής επιφάνειας του πάγου. Τα ηφαιστειακά πυροδοτούμενα ανοίγματα στην επιφάνεια του παγετώνα είναι παρατηρήσιμα με εικόνες χαμηλής ανάλυσης , ωστόσο λόγω της υφής της επιφάνειας καθίσταται δύσκολη η διάκριση μεταξύ των ανοιγμάτων και άλλων χαρακτηριστικών στην επιφάνεια του παγετώνα για αυτό και παρατηρούνται καλύτερα με εικόνες τουλάχιστον μέσης ανάλυσης. Μέσα από τις δορυφορικές εικόνες συναντάμε διάφορα είδη διαρρήξεων πάγου

• διάρρηξη παγετώνα : ρωγμές παγετώνα που οφείλονται σε παγετωνοηφαιστειακούς παράγοντες.
• συγκεντρωτική διάρρηξη λόγω σχηματισμού καζανιών πάγου
• διάρρηξη λόγω ανάπτυξης υποπαγετώδους θόλου λάβας : η ανάπτυξη υποπαγετώδων θόλων σε παγωμένα στρωματοηφαίστεια έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία ρωγμών μικρής κλίμακας οι οποίες είναι ορατοί μόνο σε εικόνες μέσης ή υψηλής ανάλυσης
• τοπική διάρρηξη λόγω υπερπαγετωδών ροών λάβας
• ευρεία διάσπαση λόγω επιτάχυνσης/προώθησης του παγετώνα

Συμπεράσματα

Σε γενικές γραμμές, οι οπτικές εικόνες χαμηλής ανάλυσης είναι χρήσιμες για τον εντοπισμό και την παρακολούθηση ορισμένων μεγαλύτερων ηφαιστειακών επιπτώσεων στη μορφολογία της επιφάνειας του παγετώνα, αλλά δεν είναι σε θέση να επιλύουν μικρότερα χαρακτηριστικά, συμπεριλαμβανoμένων ορισμένων σχισμών, καζανιών, θόλων πάγου και υπερπαγετώδων καναλιών. Η παρακολούθηση των ηφαιστειακών επιπτώσεων απαιτεί εικόνες υψηλής ανάλυσης που δεν είναι εύκολα διαθέσιμες. Τα τελευταία χρόνια παρατηρήθηκε ραγδαία αύξηση των ελεύθερα διαθέσιμων και εμπορικών οπτικών εικόνων, που καλύπτουν μεγάλα τμήματα της γης. Στην παρούσα μελέτη στα δεδομένα που συλλέχθηκαν ,αναζητήθηκαν ηφαιστειακές επιδράσεις στη μορφολογία της επιφάνειας των παγετώνων. Συνολικά οι οπτικές δορυφορικές εικόνες είναι μια χρήσιμη πηγή για τη μελέτη των αλλαγών στη μορφολογία των παγετώνων που προκαλούνται από την ηφαιστειακή δραστηριότητα, ιδίως σε απομακρυσμένα και δυσπρόσιτα μέρη του κόσμου. Ωστόσο λόγω του κόστους των εικόνων υψηλής ανάλυσης (χωρικής και χρονικής) και των περιορισμένων ποσοτικών πληροφοριών που μπορούν να εξαχθούν, οι οπτικές δορυφορικές εικόνες χρησιμοποιούνται καλύτερα σε συνδυασμό με δεδομένα DEM, δεδομένα ραντάρ, αεροφωτογραφίες και επίγειες παρατηρήσεις