शास्त्रज्ञांना मेक्सिकन ज्वालामुखीच्या आतून प्रथम 3D प्रतिमा प्राप्त होतात

Published on

Posted by

Categories:


मेक्सिको Popocatépetl ज्वालामुखी – पहाटेच्या अंधारात, शास्त्रज्ञांची एक टीम मेक्सिकोच्या Popocatépetl ज्वालामुखीच्या उतारावर चढते, जगातील सर्वात सक्रिय आणि ज्याचा उद्रेक लाखो लोकांवर परिणाम करू शकतो. त्याचे ध्येय: खड्ड्याखाली काय चालले आहे ते शोधा. पाच वर्षांपासून, मेक्सिकोच्या नॅशनल ऑटोनॉमस युनिव्हर्सिटीच्या गटाने किलोग्रॅम उपकरणांसह ज्वालामुखीवर चढाई केली आहे, खराब हवामानामुळे किंवा ज्वालामुखीच्या स्फोटामुळे डेटा गमावण्याचा धोका आहे आणि भूकंप डेटाचे विश्लेषण करण्यासाठी कृत्रिम बुद्धिमत्ता वापरली आहे.

आता, संघाने 5,452-m ज्वालामुखीच्या आतील भागाची पहिली त्रि-आयामी प्रतिमा तयार केली आहे, जी त्यांना मॅग्मा कोठे जमा होते हे सांगते आणि त्यांना त्याची क्रिया अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यास मदत करेल आणि अखेरीस, अधिका-यांना उद्रेकावर चांगल्या प्रतिक्रिया देण्यास मदत करेल. मार्को कॅलो, UNAM च्या जिओफिजिक्स इन्स्टिट्यूटच्या व्हल्कॅनोलॉजी विभागातील प्राध्यापक आणि प्रोजेक्ट लीडर, यांनी असोसिएटेड प्रेसला त्याच्या सर्वात अलीकडील मोहिमेवर टीमसोबत येण्यासाठी आमंत्रित केले, ज्वालामुखीवरील संशोधन प्रकाशित होण्यापूर्वीचे शेवटचे. भूमिगत हालचाली सक्रिय ज्वालामुखीच्या आत, सर्व काही हलत आहे: खडक, मॅग्मा, वायू आणि जलचर.

हे सर्व भूकंपाचे सिग्नल तयार करते. जगातील बहुतेक ज्वालामुखी ज्यांना मानवाला धोका आहे त्यांच्या आतील भागांचे तपशीलवार नकाशे आधीच आहेत, परंतु Popocatépetl नाही, 100 किमीच्या परिघात सुमारे 25 दशलक्ष लोक राहतात आणि घरे, शाळा, रुग्णालये आणि पाच विमानतळ उद्रेकामुळे प्रभावित होऊ शकतात. इतर शास्त्रज्ञांनी 15 वर्षांपूर्वी काही सुरुवातीच्या प्रतिमा घेतल्या, परंतु त्यांनी विरोधाभासी परिणाम दर्शवले आणि “ज्वालामुखीची इमारत कशी बांधली जात आहे” आणि सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे, मॅग्मा कुठे जमला हे पाहण्यासाठी त्यांच्याकडे पुरेसे रिझोल्यूशन नव्हते, कॅलो म्हणाले.

त्याच्या टीमने ज्वालामुखीचा संपूर्ण परिमिती कव्हर करण्यासाठी मेक्सिकोच्या राष्ट्रीय आपत्ती निवारण केंद्राने प्रदान केलेल्या सीस्मोग्राफची संख्या 12 वरून 22 पर्यंत वाढवली. जरी फक्त तीन आपत्कालीन परिस्थितीबद्दल इशारा देऊ शकतात, तरीही त्या आपत्कालीन परिस्थितींमागे काय आहे हे समजून घेण्यासाठी बरेच काही आवश्यक आहे. उपकरणे जमिनीतील कंपने प्रति सेकंद 100 वेळा मोजतात आणि 33 वर्षीय करिना बर्नाल, डॉक्टरेट विद्यार्थिनी आणि प्रकल्पातील संशोधक यांनी इतर ज्वालामुखीसाठी विकसित केलेल्या अल्गोरिदमशी जुळवून घेण्यासाठी कृत्रिम बुद्धिमत्तेचा वापर करून प्रक्रिया केलेली डेटा व्युत्पन्न करतात.

“मी मशीनला एल पोपोमध्ये वेगवेगळ्या प्रकारचे हादरे शिकवले” आणि त्याद्वारे ते वेगवेगळ्या प्रकारचे भूकंपाचे संकेत कॅटलॉग करू शकले, ती म्हणाली. हळूहळू शास्त्रज्ञांनी कोणत्या प्रकारची सामग्री कुठे, कोणत्या स्थितीत, कोणत्या तापमानात आणि कोणत्या खोलीवर आहे याचा अंदाज लावायला सुरुवात केली. नंतर ते त्याचा नकाशा बनवू शकले.

शाळेमध्ये सर्वात जास्त पाहिलेल्या ज्वालामुखीच्या रेखाचित्रांपेक्षा परिणाम खूपच गुंतागुंतीचा आहे, ज्यामध्ये मुख्य व्हेंट मॅग्मा चेंबरला पृष्ठभागाशी जोडते. ही पहिली त्रि-आयामी क्रॉस-सेक्शनल प्रतिमा विवराच्या खाली 18 किमी जाते आणि वेगवेगळ्या खोलीवर मॅग्माचे विविध पूल दिसतात, त्यांच्यामध्ये खडक किंवा इतर सामग्री आणि विवराच्या आग्नेय दिशेला बरेच काही दिसते. 20,000 वर्षांहून अधिक वर्षांपूर्वी इतर ज्वालामुखींच्या विवरात एक ‘राजकीय’ राक्षस पोपोकॅटेपेटल उदयास आला आणि 1994 पासून सक्रिय आहे, धूर, वायू आणि राख यांचे कमी-अधिक प्रमाणात दररोज उधळण करत आहे.

क्रियाकलाप वेळोवेळी मुख्य वेंटवर एक घुमट बनवतो, जो शेवटी कोसळतो, ज्यामुळे विस्फोट होतो. शेवटचा 2023 मध्ये होता.

Calò, एक 46 वर्षांचा सिसिलियन, एल पोपोबद्दल उत्कटतेने बोलतो, कारण मेक्सिकन लोक ज्वालामुखी म्हणतात, क्षुल्लक गोष्टींकडे दुर्लक्ष करतात. तो स्पष्ट करतो की त्याची उंची स्फोटांमुळे बदलू शकते आणि पहिल्या शतकात पोपोकाटेपेटलचे स्वतःचे “छोटे पोम्पेई” कसे होते ते सांगते जेव्हा त्याच्या बाजूला असलेले एक गाव, टेटिम्पा, राखेत गाडले गेले होते.

20 व्या शतकाच्या सुरुवातीस, ही मानवी कृती होती – विवरातून सल्फर काढण्यासाठी डायनामाइट वापरणे – ज्यामुळे उद्रेक झाला. आणि जरी एल पोपो जवळजवळ इतर कोणत्याही ज्वालामुखीपेक्षा जास्त ग्रीनहाऊस वायू उत्सर्जित करत असले तरी, त्याचे उत्सर्जन हे जवळच्या मेक्सिको सिटीमध्ये मानव जे उत्पन्न करतात त्याचा एक छोटासा अंश आहे.

वर्षानुवर्षे कॅलोने त्याच्या संगणकावरून ज्वालामुखीच्या क्रियाकलापांचा अभ्यास केला, परंतु “एखाद्याला स्पर्श न करता कसे कार्य करते हे समजून घेण्याचा” प्रयत्न केल्याने निराशाची भावना निर्माण झाली, तो म्हणाला. ते Popocatépetl या ज्वालामुखीमुळे बदलले, ज्याचे त्याने वर्णन केले आहे “शानदार.” ज्वालामुखीच्या बाजूने काही तास चालल्यानंतर, Calò च्या टीमने सुमारे 12,500 फूट उंचीवर पाइन ग्रोव्हमध्ये कॅम्प लावला, जो पायरोक्लास्टिक स्फोटांपासून एक स्पष्ट सुरक्षित जागा आहे, कारण त्याने झाडे वाढण्यासाठी महत्त्वपूर्ण व्यवस्था केली आहे.

डोंगरावर थोड्या अंतरावर, झाडे आणि झाडे राख आणि गाळाचा मार्ग देतात. त्यांनी लाहार ओलांडला पाहिजे, खडक आणि राख यांचे मिश्रण आहे की पावसाळ्यात त्याच्या मार्गातील सर्व काही वाहून नेणारा धोकादायक चिखल बनतो.

आता, ड्राय क्लिअरिंग एक नेत्रदीपक दृश्य प्रदान करते: पूर्वेला पिको डी ओरिझाबा — मेक्सिकोचा सर्वात उंच ज्वालामुखी आणि पर्वत — आणि निष्क्रिय ज्वालामुखी ला मालिन्चे; उत्तरेस, Iztaccíhuatl, एक सुप्त ज्वालामुखी शिखर ज्याला “झोपलेली स्त्री” म्हणून ओळखले जाते. Popocatépetl चे आवाज रात्री प्रतिध्वनीसह गुणाकार करतात असे दिसते.

रॉकेटसारखा स्फोट एका दिशेकडून येत असल्याचा भास होऊ शकतो, परंतु खड्ड्यातून निघणारा धुराचा लोट खरा स्रोत आहे. टीममधील 26 वर्षीय मास्टर्स विद्यार्थिनी करीना रॉड्रिग्ज म्हणाली की, जेव्हा ज्वालामुखी जास्त सक्रिय असतो तेव्हा तुम्हाला पृथ्वीवरील लहान हादरे किंवा पावसाप्रमाणे राख पडणे देखील ऐकू येते. गडद रात्री, विवराचा किनारा केशरी चमकतो.

एक नैसर्गिक प्रयोगशाळा ज्वालामुखीचे थेट ज्ञान असल्यामुळे त्यांच्या विश्लेषणाच्या मर्यादांची अधिक वस्तुनिष्ठ जाणीव मिळते, कॅलो म्हणाले. “आमची येथे नैसर्गिक प्रयोगशाळा आहे,” तो म्हणाला.

“ज्वालामुखीच्या आत काय घडत आहे याबद्दल रहिवाशांना तपशीलवार, विश्वासार्ह माहिती समजून घेणे आणि देणे खूप महत्वाचे आहे.” 4,200 मीटरवर, त्यांच्या बॅकपॅकचे संगणक, गॅस, बॅटरी आणि पाण्याचे विश्लेषण करण्यासाठी उपकरणे अधिक वजन करू लागतात आणि त्यांची गती कमी होते.

राख, गडद आणि उबदार, येथील लँडस्केपवर वर्चस्व आहे. सिस्मोग्राफिक स्टेशनवर, टीम उपकरणे खणून काढते आणि ते अजूनही काम करत असल्याचा आनंद साजरा करतात.

ते त्याचा डेटा डाउनलोड करतात आणि ते पुन्हा तयार करतात. एक “ज्वालामुखी बॉम्ब”, दीड यार्ड व्यासाचा आणि टन वजनाचा खडक, मार्ग चिन्हांकित करतो आणि उद्रेकाच्या प्रारंभाचा अर्थ काय असू शकतो याची कल्पना देतो.

म्हणूनच ज्वालामुखीचा वरचा भाग मर्यादित आहे, जरी प्रत्येकजण लक्ष देत नाही. 2022 मध्ये, खडकापासून सुमारे 274 मीटर अंतरावर असलेल्या खडकावर आदळल्याने एका व्यक्तीचा मृत्यू झाला. एका खडकाळ पोकळीजवळ टकिलाची बाटली, ज्याला एल पोपोचे बेली बटन म्हणून ओळखले जाते, ज्वालामुखीच्या सभोवतालच्या काही परंपरांना सूचित करते, ज्यात वार्षिक तीर्थयात्रा समाविष्ट आहे ज्याला काही लोक अंडरवर्ल्डशी जोडलेले आहेत.

चढत राहण्यासाठी ड्राइव्ह करा शेवटच्या सिस्मिक स्टेशनपैकी एक खोदत असताना, कॅलोचा चेहरा पडतो. अंतिम नोंदणीकृत डेटा महिन्यांपूर्वीचा आहे. बॅटरी मरण पावली.

कधीकधी उंदीर मशीनच्या तारा चघळतात किंवा स्फोट होऊन अधिक गंभीर नुकसान होते. प्रकल्पाने काही निश्चितता प्राप्त केली आहे आणि पुनरावृत्ती केल्यास बदलांच्या विश्लेषणास अनुमती मिळेल जे शेवटी उद्रेक झाल्यावर अधिक चांगले निर्णय घेण्यास मदत करेल.

पण कॅलो म्हणतात की, नेहमीप्रमाणेच विज्ञानाच्या बाबतीत घडते, यामुळे नवीन प्रश्न देखील निर्माण झाले आहेत ज्यांचे निराकरण करण्याचा त्यांना प्रयत्न करावा लागेल, जसे की आग्नेय बाजूला – जिथे जास्त प्रमाणात मॅग्मा आहे – आणि त्याचे काय परिणाम होऊ शकतात यासारखे भूकंप अधिक वारंवार का होतात. ज्वालामुखीच्या आतील भागाचा नकाशा प्रकाशित होण्याआधीची ही शेवटची मोहीम होती. संगणकाच्या स्क्रीनवर 3D मध्ये ज्वालामुखीची आतील हालचाल पाहणे सर्व प्रयत्न सार्थक बनवते.

“हेच तुम्हाला दुसरा प्रकल्प सुरू करण्यास आणि गिर्यारोहण सुरू ठेवण्यास प्रवृत्त करते,” मास्टरचे विद्यार्थी रॉड्रिग्ज म्हणाले.