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無(wú)人機(jī)運(yùn)送“龍蛋”？這不是侏羅紀(jì)再現(xiàn)，只是科學(xué)家在尋找火山爆發(fā)的蛛絲馬跡

2018-09-14 10:31 性質(zhì)：轉(zhuǎn)載 來(lái)源：前瞻網(wǎng)
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  科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，用無(wú)人機(jī)將“龍蛋”放入火山中心，可以更精確地監(jiān)測(cè)未來(lái)火山爆發(fā)的線索。  這種極端、危險(xiǎn)和不可預(yù)測(cè)的環(huán)境對(duì)可靠地記...

  科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，用無(wú)人機(jī)將“龍蛋”放入火山中心，可以更精確地監(jiān)測(cè)未來(lái)火山爆發(fā)的線索。

  這種極端、危險(xiǎn)和不可預(yù)測(cè)的環(huán)境對(duì)可靠地記錄火山活動(dòng)提出了非常困難的挑戰(zhàn)。

  對(duì)于一些火山來(lái)說(shuō)，實(shí)在太過(guò)危險(xiǎn)，人類無(wú)法靠得太近而手動(dòng)進(jìn)行讀數(shù)。

  然而，科學(xué)家們通過(guò)制造高度敏感的“豆莢”來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，這些“豆莢”可以被放置在危險(xiǎn)的地點(diǎn)，提供火山爆發(fā)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

  科學(xué)家稱，這些被稱為“龍蛋”的裝置還可以監(jiān)測(cè)其他自然現(xiàn)象，如冰川、地質(zhì)斷層和核廢料儲(chǔ)存地點(diǎn)等人為災(zāi)害。

  目前由布里斯托大學(xué)開發(fā)的“龍蛋”是用來(lái)監(jiān)測(cè)火山活動(dòng)的自動(dòng)傳感器艙。它們配備了一系列的溫度、濕度、振動(dòng)和大量有毒氣體傳感器。

  這些設(shè)備足夠堅(jiān)硬，可以在火山的極端條件下操作，重量輕到可以由無(wú)人機(jī)攜帶，而且耗電量很少，運(yùn)行超高效。

  豆莢里有“傳感器驅(qū)動(dòng)”的探測(cè)器。

  這使得這些豆莢可以長(zhǎng)時(shí)間保持休眠狀態(tài)，保持能量，直到發(fā)現(xiàn)火山活動(dòng)。在這種情況下，“龍蛋”將會(huì)孵化成一個(gè)功能齊全的帶有無(wú)線發(fā)射器的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)站。

  這種事件探測(cè)器的待機(jī)功耗是世界上最低的。它們可以被低至5皮焦耳的脈沖激活(這大約是果蠅與你相撞所釋放的能量的10萬(wàn)倍)。

  因此，傳感器驅(qū)動(dòng)的探測(cè)器不需要電池來(lái)保持工作狀態(tài)，而是使用傳感器信號(hào)中包含的一小部分能量。

  由于有了這種檢測(cè)電路，這些豆莢可以在不耗盡其能量資源的情況下繼續(xù)使用好幾個(gè)月。

  “龍蛋”可以向安全距離高達(dá)10公里(約6英里)的基站報(bào)告數(shù)據(jù)。

  物理學(xué)學(xué)院的研究員Yannick Verbelen博士說(shuō):“這是第一次在這種惡劣環(huán)境下使用零功率監(jiān)聽技術(shù)的自主系統(tǒng)?！?

  “在這項(xiàng)應(yīng)用中，我們正在挑戰(zhàn)傳感器驅(qū)動(dòng)低功耗監(jiān)測(cè)的極限，但這就是研究的全部?jī)?nèi)容。”

  由于火山噴發(fā)口附近的極端條件，“龍蛋”被設(shè)計(jì)用于無(wú)人機(jī)飛行。

  航空航天工程高級(jí)研究員、無(wú)人機(jī)專家Kieran Wood博士說(shuō):“這是使用無(wú)人機(jī)的一個(gè)典型應(yīng)用?！?

  “接近火山是危險(xiǎn)的，而且在邏輯上具有挑戰(zhàn)性?！?

  他說(shuō):“無(wú)人機(jī)可以有效地在遠(yuǎn)程部署傳感器，以降低風(fēng)險(xiǎn)，提高數(shù)據(jù)收集的效率。”

  研究人員如何預(yù)測(cè)火山爆發(fā)?

  斯坦福大學(xué)(Stanford University)地球、能源和環(huán)境科學(xué)學(xué)院(School of Earth, energy and Environmental Sciences)副教授埃里克?鄧納姆(Eric Dunham)表示，火山是復(fù)雜的，目前還沒(méi)有普遍適用的預(yù)測(cè)火山爆發(fā)的方法。

  而且，十有八九，永遠(yuǎn)不會(huì)有。

  然而，也有火山活動(dòng)增加的指標(biāo)，研究人員可以利用這些指標(biāo)來(lái)幫助預(yù)測(cè)火山爆發(fā)。

  根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的資料顯示，研究人員可以跟蹤如下指標(biāo):

  火山次聲波:當(dāng)熔巖湖上升到一個(gè)敞開的火山口，這就是一個(gè)潛在噴發(fā)的跡象，由巖漿產(chǎn)生的音調(diào)或頻率趨向于增加。

  地震活動(dòng):在火山爆發(fā)前，當(dāng)巖漿通過(guò)火山內(nèi)部的“管道系統(tǒng)”時(shí)，以小地震和地震形式出現(xiàn)的地震活動(dòng)幾乎總是在增加。

  氣體排放:隨著巖漿接近地表，壓力降低，氣體逃逸。二氧化硫是火山氣體的主要成分之一，其含量的增加是火山表面附近巖漿數(shù)量增加的標(biāo)志。

  地面變形:火山地表的變化(火山變形)表現(xiàn)為膨脹、下沉或開裂，這可能是由于巖漿、氣體或其他流體(通常是水)在地下運(yùn)動(dòng)或地殼沿?cái)鄬泳€運(yùn)動(dòng)而引起的。

  火山地表的膨脹是巖漿在地表附近聚集的信號(hào)。

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