Los principales gases liberados por los volcanes son vapor de agua, dióxido de carbono y dióxido de azufre. El análisis de estos gases es una de las mejores formas de obtener información sobre los sistemas volcánicos y los procesos magmáticos en curso. La relación entre los niveles de dióxido de carbono y los de dióxido de azufre puede incluso revelar la probabilidad de una erupción inminente. Se emplean drones para llevar los sistemas analíticos necesarios al sitio de actividad. Sin embargo, debido a su tamaño, transportar los drones a sus sitios de operación ha requerido hasta la fecha un gasto significativo. Un equipo encabezado por el profesor Thorsten Hoffmann en la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz (JGU) ha estado evaluando recientemente el potencial para usar un pequeño dron de observación portátil en regiones remotas. Este sistema de drones muy compacto puede incluso transportarse a pie a lugares de muy difícil acceso. Además, solo requiere preparativos administrativos y de vuelo mínimos para operar como una plataforma de observación aérea.

Las erupciones se pueden predecir sobre la base de la desgasificación volcánica

Las descargas de gas de los volcanes consisten principalmente en vapor de agua, dióxido de carbono y dióxido de azufre. Las emisiones de gases liberados se encuentran entre las pocas señales químicas que brindan evidencia de los procesos que ocurren en los sistemas magmáticos que se encuentran muy por debajo de la superficie y, por lo tanto, son inaccesibles. Desde hace algún tiempo, los investigadores han asumido que el análisis de tales emisiones volátiles podría desempeñar un papel central en la mejora de la predicción de erupciones volcánicas. Un parámetro particularmente prometedor cuando se trata de la vigilancia de los cambios en la actividad volcánica es la proporción de concentración de dióxido de carbono y dióxido de azufre en los gases liberados. De hecho, se han observado alteraciones de esta relación inmediatamente antes de las erupciones de varios volcanes, entre los que se encontraba el Etna. Desafortunadamente, el aspecto práctico de compilar una serie temporal continua de composiciones de gases representa un gran desafío. El muestreo manual directo mediante la escalada del volcán es arduo y requiere mucho tiempo, sin mencionar los peligros potenciales en caso de que ocurra una erupción repentina. Por otro lado. principalmente debido a las direcciones cambiantes del viento.

Los drones de medición pueden superar estos problemas y ya se han utilizado para medir las características químicas de los gases volcánicos. En particular, el riesgo de que los vulcanólogos se vean amenazados por cambios repentinos en la actividad volcánica se reduce significativamente debido a las mayores distancias involucradas. Además, los drones permiten llegar a fuentes de emisión a las que de otro modo sería difícil o incluso imposible acceder, como fumarolas en terrenos empinados y resbaladizos o partes más antiguas de la columna que normalmente se encuentran en áreas a favor del viento y en altitudes más altas. Hasta ahora. por supuesto, esto ha resultado problemático en vista de la lejanía de las regiones en las que se encuentran la mayoría de los volcanes. « Es por esta razón que los drones pequeños y fáciles de transportar son un requisito previo esencial si queremos llegar a sitios volcánicos aislados o de difícil acceso y rastrear adecuadamente la actividad allí », dijo Niklas Karbach, autor principal del artículo correspondiente que ha sido publicado recientemente en Scientific Reports.

Pequeño sistema de drones que se puede llevar en una mochila

En colaboración con la vulcanóloga Dra. Nicole Bobrowski de la Universidad de Heidelberg y el Instituto Nacional de Geofísica y Vulcanología (INGV) en Catania, el equipo de investigación con sede en Mainz ha estado probando un diminuto dron comercial que pesa menos de 900 gramos equipado con sensores miniaturizados y livianos. Esta combinación que no pesa más que una botella de agua mineral podría transportarse fácilmente al lugar de los hechos en una mochila. Pero no es solo el peso del dron lo que es crucial. « Necesitamos obtener datos en tiempo real sobre los niveles de dióxido de azufre, ya que esto nos permite saber cuándo estamos realmente en contacto con la columna volcánica, algo que se mueve fácilmente con el tiempo en respuesta a los factores atmosféricos. La localización de una columna solo por medios visuales desde una distancia de varios kilómetros es prácticamente imposible », añadió el profesor Hoffmann, jefe del grupo JGU.

El proyecto está recibiendo apoyo financiero de TeMaS – Terrestrial Magmatic Systems, una de las ocho áreas de investigación de alto potencial en JGU. El objetivo de TeMaS, que es una colaboración de investigadores de Mainz, Frankfurt, Heidelberg y Munich, es comprender las conexiones entre los procesos magmáticos en el manto terrestre y la atmósfera combinando la experiencia de disciplinas tan diversas como la petrología experimental y la química atmosférica..