화산의 비밀을 밝히다

사람과 환경을 보호하기 위한 복잡한 과제 극복하기

Vulcano Island

그림처럼 아름다운 이탈리아의 불카노는 미래 세대의 사람들과 환경에 영향을 미칠 수 있는 프로젝트를 위해 과학의 학문과 자연의 경이로움을 결합한 특별한 여행의 배경이 되는 곳입니다. 화산 활동과 유황 냄새로 유명한 불카노는 로마의 불의 신 불칸의 이름을 딴 작은 화산섬으로, 시칠리아 북쪽 해안의 티레니아 해에 위치한 7개의 에올리안 제도 중 하나입니다. 이 작은 섬의 이름은 전 세계의 모든 화산에서 따온 것입니다

분화구에 들어가면 표면이 울퉁불퉁하고 상처투성이인 데다 울퉁불퉁한 암석과 균열, 틈새로 새어 나오는 가스가 황량한 풍경을 뒤덮고 있어 탐험을 위한 접근과 체류가 쉽지 않은 환경이 펼쳐집니다.

"이런 환경에서 일하는 것은 흥미롭기도 하고 도전적이기도 합니다. 어떤 경우에는 유독가스 구름이 주위를 둘러싸고 있는 다른 행성 위를 걷고 있다고 생각하기도 합니다. 마스크와 보호 장비(우주복과 유사)를 착용하고 물, 전기, 심지어 그늘 같은 편의시설이나 생명체와도 아주 멀리 떨어져 있습니다. 여러분과 여러분의 장비, 그리고 화산의 무차별적인 힘만 있을 뿐입니다."
Andres Diaz 교수
박사, 연구 과학자

화산은 지구 표면에서 가장 강력한 원동력 중 하나입니다. 지각변동이나 침식과 달리 화산은 수천 년에서 수백만 년에 걸쳐 그 영향을 볼 수 있지만, 화산의 장엄하고 때로는 파괴적인 에너지 방출은 단 며칠 만에 지형을 바꾸고 지역 주민들에게 위험한 상황을 초래할 수 있습니다. 인피콘은 배려와 혁신의 정신으로 전 세계 정부 기관 및 연구 기관의 과학자들과 협력하여 화산 활동을 예측하고 대규모 분화의 전조 현상을 모니터링하기 위한 더 나은 도구를 제공합니다.

인피콘 시라큐스와 쾰른의 연구팀은 이번 현장 캠페인에 초청한 이탈리아 국립 화산학 및 지구물리학 연구소(INGV)와 함께 NASA, JPL, ESA, CNES, ISRO ASI 및 전 세계 대학의 여러 연구자들과 협력하고 있습니다. 화산 모니터링 분야에서 상당한 진전을 이루고 화산 근처에 사는 사람들을 보호하기 위한 민방위 프로토콜을 수립하는 데 도움을 주는 것이 목표입니다. 이러한 연구 기관은 잠재적인 위험 활동을 지속적으로 모니터링하기 위해 주요 매개변수와 자연 현상에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다. 이러한 기관들은 화산 현장(현장, 원격지, 항공 또는 우주 기기 근처)에서의 까다로운 작업을 견딜 수 있을 만큼 견고하고 시민 보호, 지구 과학 관측 및 비상 대응을 담당하는 정부 기관에서 구현할 수 있는 신뢰할 수 있는 과학 기기 및 센서를 구축하기 위해 인피콘과 같은 민간 산업에 의존하고 있습니다.

The Exploration Team
The Exploration Team

기술

화산 분화구 안으로 들어가 화산 챔버의 가스와 "누설"을 측정하려면 화산 환경이 던질 수 있는 모든 것을 견딜 수 있는 도구가 필요합니다. 가스 분석을 위한 질량 스펙과 누설을 찾아내기 위한 누설 감지기는 실험실용 대형 기기에서 화산 영역으로 휴대할 수 있는 견고한 휴대용 장치로 발전했습니다. 불카노 프로젝트에서 탐사팀은 IRwin® 휴대용 가스 모니터, 트랜스펙터® MPH 멤브레인 유입구 MS,  드론용 휴대용 멀티 가스 시스템)을 사용하고 있습니다. 이 탐사는 과학자들의 즉각적인 임무를 충족시킬 뿐만 아니라 환경 및 기타 여러 까다로운 응용 분야를 위한 차세대 기기를 개발하는 데 도움이 되는 귀중한 정보를 제공했습니다.

오늘날의 지구화학 기술은 몇 가지 현장 가스 종(주로 SO2, H2S 및 CO2)을 실시간으로 모니터링하는 데 한계가 있지만 인피콘 제품을 사용하면 헬륨, 수소 및 기타 미량 가스 종과 동위 원소를 모니터링할 수 있습니다. 이러한 측정은 현장에서 실시간으로 이루어지므로 가스 제거 과정과 화산 활동 단계에 대한 보다 완벽한 그림을 제공하여 기울기계, 자기 측정, 지진계, 원격 감지 등 화산 모니터링에 일반적으로 사용되는 다른 모니터링 기술을 보완합니다.

INFICON instruments on volcano
INFICON instruments on volcano

화산은 용암으로 가득 찬 거대한 밀폐된 방과 같다고 생각하세요. 가스가 빠져나가는 마그마의 압력으로 인해 균열, 균열 및 누설이 발생하여 독성 가스와 수증기가 방출됩니다. 이러한 "푸마롤릭 필드"는 다른 산업에서 일반적으로 사용되는 장비로 측정할 수 있지만, 인피콘은 새로운 누설 감지기 기술과 최첨단 휴대용 가스 분석기를 배치하여 방출된 가스의 구성을 측정하고 시간에 따른 변화를 추적함으로써 여기에 기여합니다. 가스 조성 및 플럭스의 변화는 화산 내부의 변화와 상관관계가 있으며 화산 폭발의 징후와 징후를 나타낼 수 있습니다. 그러나 자연의 모든 것과 마찬가지로 이러한 매개변수는 각 화산의 행동을 더 잘 이해하기 위해 시간이 지남에 따라 모니터링해야 합니다.

Volcano Terrain
Volcano Terrain

연구팀은 불카노 화산의 상태를 파악하기 위해 분화구의 푸마롤릭 필드에서 방출되는 탈가스를 측정하고 있습니다. 동시에, 이러한 현장 가스 측정은 지구와 모든 화산을 24시간 연중무휴로 모니터링할 수 있는 비행기 및 인공위성의 원격 감지 기기 데이터와 비교할 수 있기 때문에 전 세계의 다른 많은 화산을 모니터링하는 데 도움이 됩니다. 이러한 데이터는 지구 관측 플랫폼의 보정 및 검증 지점이 되어 국가와 민방위 당국이 화산 활동이 활발해질 때 비상사태에 대비하고, 현장 가스 감지가 불가능한 화산 폭발 시 비상사태를 관리하는 데 도움이 됩니다.  이번 화산 현장 캠페인에서 수집한 데이터는 JPL의 초분광 열 방출 분광기(HyTES) 공중 계측기를 보정하는 데 도움이 되며, 향후 지구 화산을 모니터링하는 데 도움이 될 HyspIRI 위성 원격 감지 계측기 개발에 활용될 예정입니다.

"자연의 힘을 이해하고, 측정하고, 모니터링하고, 언젠가는 이를 이해하여 생명을 구하는 데 도움이 될 수 있도록 하겠다는 개인적인 결심이 제가 이러한 혹독한 환경 탐험을 계속할 수 있는 원동력입니다."
Devrim Ay
기계 엔지니어

과학적 발전을 추구하는 것은 인류와 지구의 장기적인 지속가능성을 위해 중요합니다. 과학의 한계를 뛰어넘는 것은 연구 기관과 민간 업계의 파트너에게 다음 세대를 위한 사회 및 환경 목표에 긍정적인 영향을 미칠 수 있는 혁신적인 기법과 기술을 개발할 수 있는 플랫폼을 제공합니다. 인피콘은 이러한 협업에 참여하게 된 것을 자랑스럽게 생각하며, 앞으로도 이와 같은 사례를 여러분과 더 많이 공유할 수 있기를 기대합니다.

과학 출판물

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