Από RemoteSensing Wiki

Πρότυπος Τίτλος : Integration of Remote Sensing and Offshore Geophysical Data for Monitoring the Short-Term Morphological Evolution of an Active Volcanic Flank: A Case Study from Stromboli Island

Συγγραφείς : Casalbore, D.; Di Traglia, F.; Romagnoli, C.; Favalli, M.; Gracchi, T.; Tacconi Stefanelli, C.; Nolesini, T.; Rossi, G.; Del Soldato, M.; Manzella, I.; et al.

Πηγή : Multidisciplinary Digital Publishing Institute

Τα ηφαίστεια αποτελούν εξαιρετικά δυναμικά περιβάλλοντα, όπου η εναλλαγή εποικοδομητικών και καταστροφικών διεργασιών διαμορφώνει συνεχώς τις πλαγιές τους. Αυτό είναι ιδιαίτερα κρίσιμο στα νησιωτικά ηφαίστεια, όπως το Στρόμπολι, όπου φαινόμενα όπως κατολισθήσεις μπορούν να προκαλέσουν τσουνάμι, απειλώντας υποδομές και πληθυσμούς. Παρά τη σύνδεση μεταξύ χερσαίων και υποθαλάσσιων διεργασιών, λίγες μελέτες έχουν καταφέρει να ενοποιήσουν δεδομένα και από τα δύο περιβάλλοντα για την παρακολούθηση μορφολογικών αλλαγών κατά τη διάρκεια εκρήξεων. Η παρούσα μελέτη εστιάζει στην περιοχή Sciara del Fuoco (SdF) του Στρόμπολι, μια περιοχή που επηρεάζεται συχνά από πλευρικές καταρρεύσεις και ηφαιστειακή δραστηριότητα.

Εικόνα 1: Πλάγια φωτογραφία της SdF (Sciara del Fuoco) στις 19 Μαΐου 2021, η οποία δείχνει τις ροές λάβας που έφτασαν στη θάλασσα μετά την έναρξη των υπερχειλίσεων που προκάλεσαν την κατάρρευση του χείλους του ΒΑ (Βορειοανατολικού) κρατήρα ·(β) Φωτογραφία της SdF στις 7 Ιουλίου 2021, η οποία δείχνει τη συσσώρευση λάβας και ηφαιστειοκλαστικών αποθέσεων που σχετίζονται με την ηφαιστειακή δραστηριότητα του Μαΐου και του Ιουνίου 2021 ·(γ) Πλάγια φωτογραφία του κεντρικού τμήματος της SdF στις 27 Ιουλίου 2021, η οποία δείχνει τα υπολείμματα των υπερχειλίσεων της 24ης–25ης Ιανουαρίου 2021 και της 19ης Μαΐου 2021, μερικώς καλυμμένα από το διαδοχικό ηφαιστειοκλαστικό υλικό του Μαΐου–Ιουνίου 2021

Η μελέτη βασίστηκε στη σύγκριση τοπο-βαθομετρικών δεδομένων της χερσαίας και της ρηχής υποθαλάσσιας ζώνης της SdF μεταξύ Φεβρουαρίου 2020 και Ιουλίου 2021. Για το χερσαίο τμήμα χρησιμοποιήθηκαν δορυφορικές εικόνες PLÉIADES-1, φωτογραμμετρία μέσω UAV (drones) και εικόνες ραντάρ συνθετικού διαφράγματος COSMO-SkyMed (CSK-SAR). Για το υποθαλάσσιο τμήμα, πραγματοποιήθηκαν αποτυπώσεις με πολυδεσμικά βυθόμετρα (MBES) και ηχοβολιστικά πλευρικής σάρωσης (Side Scan Sonar - SSS). Εφαρμόστηκε αυστηρή διαδικασία συνεγγραφής (co-registration) των ψηφιακών μοντέλων εδάφους (DEMs) με βάση δεδομένα LiDAR του 2012 για την ελαχιστοποίηση σφαλμάτων και τον ακριβή υπολογισμό των μεταβολών όγκου.

Η ανάλυση ανέδειξε σημαντικές μορφολογικές αλλαγές, κυρίως λόγω της κατάρρευσης του χείλους του ΒΑ κρατήρα τον Μάιο του 2021. Στο χερσαίο τμήμα καταγράφηκε διάβρωση στον ανώτερο τομέα και απόθεση υλικών (αύξηση όγκου) χαμηλότερα, με τις ροές λάβας να επεκτείνουν την ακτογραμμή κατά 35 μέτρα. Στον υποθαλάσσιο χώρο, εντοπίστηκαν ζώνες διάβρωσης (ME1, ME2) που αντιστοιχούν στην προέκταση της χερσαίας κατάρρευσης, καθώς και περιοχές απόθεσης (MA1). Η ανάλυση εικόνων SAR και οπισθοσκέδασης (backscatter) επέτρεψε τον εντοπισμό ροών λάβας και τραχύτητας εδάφους, διαχωρίζοντας τις λεπκόκκοκες αποθέσεις από τα πιο αδρά υλικά.

Εικόνα 1: Πλάγια φωτογραφία της SdF (Sciara del Fuoco) στις 19 Μαΐου 2021, η οποία δείχνει τις ροές λάβας που έφτασαν στη θάλασσα μετά την έναρξη των υπερχειλίσεων που προκάλεσαν την κατάρρευση του χείλους του ΒΑ (Βορειοανατολικού) κρατήρα ·(β) Φωτογραφία της SdF στις 7 Ιουλίου 2021, η οποία δείχνει τη συσσώρευση λάβας και ηφαιστειοκλαστικών αποθέσεων που σχετίζονται με την ηφαιστειακή δραστηριότητα του Μαΐου και του Ιουνίου 2021 ·(γ) Πλάγια φωτογραφία του κεντρικού τμήματος της SdF στις 27 Ιουλίου 2021, η οποία δείχνει τα υπολείμματα των υπερχειλίσεων της 24ης–25ης Ιανουαρίου 2021 και της 19ης Μαΐου 2021, μερικώς καλυμμένα από το διαδοχικό ηφαιστειοκλαστικό υλικό του Μαΐου–Ιουνίου 2021

Τα αποτελέσματα συνδέουν άμεσα τις παρατηρούμενες αλλαγές με συγκεκριμένα ηφαιστειακά επεισόδια. Η κατάρρευση του Μαΐου 2021 δημιούργησε πυροκλαστικά ρεύματα που προκάλεσαν διάβρωση τόσο στη χερσαία όσο και στην υποθαλάσσια πλαγιά. Η ενοποίηση των δεδομένων έδειξε ότι οι ροές λάβας επιβραδύνθηκαν φτάνοντας στη θάλασσα, αυξάνοντας το πάχος τους και δημιουργώντας μια προέκταση της ακτής. Επιπλέον, η συγκριτική ανάλυση της υφής των εικόνων (SAR και οπισθοσκέδασης) κατέδειξε ότι οι διακυμάνσεις στην ένταση του σήματος εξαρτώνται από τη λιθολογία (λάβα έναντι τέφρας) και τις διεργασίες ανακατεργασίας των υλικών στην παράκτια ζώνη.

Η μελέτη απέδειξε την αξία της ολοκληρωμένης, πολυ-χρονικής προσέγγισης "ξηράς-θάλασσας" για την κατανόηση της εξέλιξης των ηφαιστειακών πλαγιών. Η ακριβής εκτίμηση των μετακινούμενων όγκων είναι κρίσιμη για την αξιολόγηση κινδύνων, όπως η πρόβλεψη τσουνάμι. Το γεγονός του 2021 κινητοποίησε σημαντικά μικρότερο όγκο υλικών σε σχέση με το 2019, εξηγώντας την απουσία σημαντικού τσουνάμι. Προτείνεται η συστηματική, ταυτόχρονη συλλογή τοπο-βαθομετρικών δεδομένων αμέσως μετά από σημαντικά συμβάντα, σε συνδυασμό με άλλα συστήματα παρακολούθησης, για την πληρέστερη διαχείριση του ηφαιστειακού κινδύνου.