ไทย

สำรวจเทคนิคที่จำเป็นและแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการจัดทำเอกสารปล่องภูเขาไฟ ตั้งแต่การสำรวจระยะไกลไปจนถึงการสำรวจภาคสนาม คู่มือสำหรับนักวิจัยและผู้สนใจทั่วโลก

การจัดทำเอกสารปล่องภูเขาไฟ: คู่มือฉบับสมบูรณ์

ปล่องภูเขาไฟเป็นลักษณะทางธรณีวิทยาที่มีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาและน่าทึ่ง ให้ข้อมูลเชิงลึกอันล้ำค่าเกี่ยวกับกิจกรรมของภูเขาไฟ กระบวนการของโลก และอันตรายที่อาจเกิดขึ้น การจัดทำเอกสารเกี่ยวกับลักษณะเหล่านี้อย่างถูกต้องและครอบคลุมมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับสาขาวิชาวิทยาศาสตร์ต่างๆ รวมถึงวิทยาภูเขาไฟ ธรณีวิทยา วิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม และการประเมินความเสี่ยง คู่มือนี้ให้ภาพรวมโดยละเอียดเกี่ยวกับการจัดทำเอกสารปล่องภูเขาไฟ ซึ่งครอบคลุมถึงระเบียบวิธี เทคโนโลยี และแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับนักวิจัย นักวิทยาศาสตร์ และผู้ที่สนใจทั่วโลก

ทำไมต้องจัดทำเอกสารปล่องภูเขาไฟ?

การจัดทำเอกสารปล่องภูเขาไฟมีวัตถุประสงค์ที่สำคัญหลายประการ:

วิธีการจัดทำเอกสารปล่องภูเขาไฟ

มีหลายวิธีที่สามารถใช้ในการจัดทำเอกสารปล่องภูเขาไฟ โดยแต่ละวิธีมีข้อดีและข้อจำกัดของตัวเอง การเลือกวิธีการขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น การเข้าถึง งบประมาณ ระดับรายละเอียดที่ต้องการ และคำถามการวิจัยเฉพาะที่กำลังดำเนินการ

1. เทคนิคการสำรวจระยะไกล

เทคนิคการสำรวจระยะไกลเกี่ยวข้องกับการได้มาซึ่งข้อมูลจากระยะไกล โดยทั่วไปจะใช้ดาวเทียม อากาศยาน หรือโดรน วิธีการเหล่านี้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการจัดทำเอกสารปล่องภูเขาไฟขนาดใหญ่หรือที่เข้าถึงไม่ได้ เช่นเดียวกับการเฝ้าติดตามการเปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไป

ก. ภาพถ่ายดาวเทียม

ภาพถ่ายดาวเทียม เช่น ข้อมูลจาก Landsat, Sentinel และ ASTER ให้ข้อมูลที่มีค่าเกี่ยวกับสัณฐานวิทยาของปล่องภูเขาไฟ ความผิดปกติทางความร้อน และพืชพรรณที่ปกคลุม ข้อมูลเหล่านี้สามารถใช้เพื่อสร้างแผนที่ภูมิประเทศ ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงขนาดและรูปร่างของปล่องภูเขาไฟ และติดตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิพื้นผิว ตัวอย่างเช่น ภาพจากดาวเทียม Landsat ถูกใช้เพื่อติดตามการเติบโตของโดมลาวาในปล่องภูเขาไฟเซนต์เฮเลนส์ตั้งแต่การปะทุในปี 1980 และความสามารถของเรดาร์ของ Sentinel-1 สามารถทะลุทะลวงเมฆได้ ซึ่งให้ข้อมูลที่จำเป็นแม้ในพื้นที่ที่มีเมฆปกคลุมบ่อยครั้ง เช่น ภูเขาไฟในอินโดนีเซีย

ข. ภาพถ่ายทางอากาศ

ภาพถ่ายทางอากาศที่ได้จากเครื่องบินหรือโดรน ให้ข้อมูลที่มีความละเอียดสูงกว่าภาพถ่ายดาวเทียม ข้อมูลเหล่านี้สามารถใช้เพื่อสร้างภาพออร์โธโมเสคและแบบจำลองระดับความสูงเชิงตัวเลข (DEMs) ที่มีรายละเอียดของปล่องภูเขาไฟ ทำให้สามารถวัดขนาดและปริมาตรของปล่องภูเขาไฟได้อย่างแม่นยำ ตัวอย่างเช่น โดรนที่ติดตั้งกล้องความละเอียดสูงถูกนำมาใช้เพื่อสร้างแบบจำลอง 3 มิติโดยละเอียดของปล่องภูเขาไฟบียาร์รีกาในชิลี ทำให้นักวิจัยสามารถศึกษาพลวัตของทะเลสาบลาวาได้ ควรพิจารณากฎระเบียบเกี่ยวกับการใช้โดรนซึ่งแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละประเทศ บางภูมิภาค เช่น พื้นที่ใกล้สนามบินหรืออุทยานแห่งชาติ อาจมีข้อจำกัดที่เข้มงวดหรือต้องมีใบอนุญาตในการใช้งานโดรน

ค. การถ่ายภาพความร้อน

การถ่ายภาพความร้อนโดยใช้กล้องอินฟราเรดบนดาวเทียม เครื่องบิน หรือโดรน สามารถตรวจจับความผิดปกติทางความร้อนภายในปล่องภูเขาไฟ ซึ่งบ่งชี้ถึงพื้นที่ที่มีกิจกรรมของภูเขาไฟหรือกิจกรรมความร้อนใต้พิภพ การเปลี่ยนแปลงในรูปแบบความร้อนสามารถใช้เพื่อเฝ้าระวังกิuจกรรมของภูเขาไฟและประเมินอันตรายที่อาจเกิดขึ้น ตัวอย่างเช่น ภาพถ่ายอินฟราเรดความร้อนถูกนำมาใช้เพื่อเฝ้าระวังทะเลสาบลาวาที่คงอยู่ในปล่องภูเขาไฟนีรากองโกในสาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโก ซึ่งช่วยในการประเมินความเสี่ยงที่เกิดจากการปะทุบ่อยครั้ง การใช้ข้อมูลความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพต้องการการสอบเทียบและการแก้ไขผลกระทบจากชั้นบรรยากาศอย่างระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าการวัดอุณหภูมิมีความแม่นยำ

ง. ไลดาร์ (LiDAR - Light Detection and Ranging)

ไลดาร์ใช้พัลส์เลเซอร์ในการวัดระยะทางไปยังพื้นผิว สร้างแบบจำลอง 3 มิติที่มีความแม่นยำสูงของปล่องภูเขาไฟ ข้อมูลไลดาร์สามารถใช้สร้างแผนที่ภูมิประเทศโดยละเอียด วัดความลึกและปริมาตรของปล่องภูเขาไฟ และตรวจจับการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในสัณฐานวิทยาของปล่องภูเขาไฟ การสำรวจด้วยไลดาร์ทางอากาศถูกนำมาใช้เพื่อศึกษาภูมิประเทศที่ซับซ้อนของทะเลสาบในปล่องภูเขาไฟเมาท์รัวเปฮูในนิวซีแลนด์ ซึ่งช่วยให้เข้าใจระบบความร้อนใต้พิภพและศักยภาพในการเกิดการปะทุแบบฟรีเอติก ค่าใช้จ่ายของอุปกรณ์ไลดาร์และการประมวลผลอาจสูงมาก ซึ่งต้องการความเชี่ยวชาญและซอฟต์แวร์เฉพาะทาง

จ. อินซาร์ (InSAR - Interferometric Synthetic Aperture Radar)

อินซาร์ใช้ข้อมูลเรดาร์จากดาวเทียมเพื่อวัดการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของพื้นดิน รวมถึงการเปลี่ยนแปลงระดับความสูงของปล่องภูเขาไฟ อินซาร์สามารถตรวจจับการเคลื่อนไหวเล็กน้อยของพื้นหรือผนังปล่องภูเขาไฟ ซึ่งบ่งชี้ถึงการแทรกซึมของแมกมาหรือกระบวนการอื่นๆ ของภูเขาไฟ ตัวอย่างเช่น อินซาร์ถูกนำมาใช้เพื่อตรวจจับการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของพื้นดินที่เกี่ยวข้องกับการสะสมของแมกมาใต้แคลดีราของอุทยานแห่งชาติเยลโลว์สโตนในสหรัฐอเมริกา การตีความข้อมูลอินซาร์อาจซับซ้อน ซึ่งต้องใช้ความรู้เฉพาะทางเกี่ยวกับอินเตอร์เฟอโรเมทรีของเรดาร์และกระบวนการทางธรณีวิทยา

2. เทคนิคการสำรวจภาคสนาม

เทคนิคการสำรวจภาคสนามเกี่ยวข้องกับการวัดและสังเกตการณ์โดยตรงภายในปล่องภูเขาไฟ วิธีการเหล่านี้ให้ข้อมูลที่ละเอียดและแม่นยำที่สุดเกี่ยวกับลักษณะของปล่องภูเขาไฟ แต่ก็อาจเป็นเรื่องท้าทายและอันตรายเนื่องจากอันตรายจากภูเขาไฟ

ก. การสำรวจด้วยจีพีเอส (GPS)

การสำรวจด้วยจีพีเอส (GPS - Global Positioning System) ใช้เครื่องรับสัญญาณจีพีเอสเพื่อกำหนดพิกัดของจุดต่างๆ ภายในปล่องภูเขาไฟอย่างแม่นยำ ข้อมูลจีพีเอสสามารถใช้สร้างแผนที่ภูมิประเทศ วัดขนาดของปล่องภูเขาไฟ และติดตามการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของปล่องภูเขาไฟ การสำรวจด้วยจีพีเอสความแม่นยำสูงถูกนำมาใช้เพื่อติดตามการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของพื้นปล่องภูเขาไฟคีเลาเวอาในฮาวาย ซึ่งให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับพลวัตของทะเลสาบลาวา การเข้าถึงปล่องภูเขาไฟอาจถูกจำกัดเนื่องจากกิจกรรมของภูเขาไฟหรือข้อกังวลด้านความปลอดภัย ซึ่งจำกัดการประยุกต์ใช้การสำรวจด้วยจีพีเอสในบางกรณี มักใช้ Real-Time Kinematic (RTK) GPS เพื่อความแม่นยำที่สูงขึ้น

ข. การสำรวจด้วยกล้อง Total Station

การสำรวจด้วยกล้อง Total Station ใช้เครื่องมือ Total Station เพื่อวัดระยะทางและมุมไปยังจุดต่างๆ ภายในปล่องภูเขาไฟ ข้อมูลจาก Total Station สามารถใช้สร้างแผนที่ภูมิประเทศโดยละเอียด วัดขนาดของปล่องภูเขาไฟ และติดตามการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของปล่องภูเขาไฟ การสำรวจด้วย Total Station ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างแผนที่โดยละเอียดของปล่องภูเขาไฟบนยอดเขาเอตนาในอิตาลี ซึ่งให้ข้อมูลที่มีค่าเกี่ยวกับกิจกรรมการปะทุของมัน กล้อง Total Station ต้องการแนวสายตาที่ชัดเจนระหว่างเครื่องมือกับจุดเป้าหมาย ซึ่งอาจเป็นเรื่องท้าทายในภูมิประเทศที่สูงชันหรือมีพืชพรรณปกคลุม

ค. การทำแผนที่ธรณีวิทยา

การทำแผนที่ธรณีวิทยาเกี่ยวข้องกับการระบุและทำแผนที่ชนิดหินต่างๆ ตะกอนภูเขาไฟ และลักษณะโครงสร้างภายในปล่องภูเขาไฟ แผนที่ธรณีวิทยาให้ข้อมูลที่มีค่าเกี่ยวกับประวัติและวิวัฒนาการของภูเขาไฟ การทำแผนที่ธรณีวิทยาอย่างละเอียดของปล่องภูเขาไฟอุนเซ็นในญี่ปุ่นได้ช่วยให้เข้าใจกระบวนการที่นำไปสู่การไหลของตะกอนภูเขาไฟที่ทำลายล้างในช่วงต้นทศวรรษ 1990 การทำแผนที่ธรณีวิทยาต้องใช้ความเชี่ยวชาญในด้านวิทยาภูเขาไฟ ศิลาวิทยา และธรณีวิทยาโครงสร้าง

ง. การเก็บตัวอย่างและวิเคราะห์ก๊าซ

การเก็บตัวอย่างและวิเคราะห์ก๊าซเกี่ยวข้องกับการเก็บตัวอย่างก๊าซจากฟูมาโรลหรือช่องระบายอากาศภายในปล่องภูเขาไฟ และวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีของมัน ข้อมูลก๊าซสามารถให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับแหล่งที่มาและองค์ประกอบของแมกมา รวมถึงกระบวนการปล่อยก๊าซ การเก็บตัวอย่างและวิเคราะห์ก๊าซอย่างสม่ำเสมอที่ปล่องภูเขาไฟบนยอดเขาโปโปคาเตเปตล์ในเม็กซิโกได้ช่วยเฝ้าระวังกิuจกรรมของมันและประเมินศักยภาพในการเกิดการปะทุ การเก็บตัวอย่างก๊าซอาจเป็นอันตรายเนื่องจากมีก๊าซพิษ เช่น ซัลเฟอร์ไดออกไซด์และไฮโดรเจนซัลไฟด์

จ. การวัดความร้อน

การวัดความร้อนเกี่ยวข้องกับการใช้เทอร์โมมิเตอร์ กล้องความร้อน หรือเครื่องมืออื่นๆ เพื่อวัดอุณหภูมิของฟูมาโรล น้ำพุร้อน หรือลักษณะความร้อนอื่นๆ ภายในปล่องภูเขาไฟ ข้อมูลความร้อนสามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับการไหลของความร้อนจากภูเขาไฟและความรุนแรงของกิจกรรมความร้อนใต้พิภพ การเฝ้าระวังอุณหภูมิของฟูมาโรลในปล่องภูเขาไฟไวท์ไอส์แลนด์ในนิวซีแลนด์ได้ช่วยติดตามการเปลี่ยนแปลงในระบบความร้อนใต้พิภพของมัน การเข้าถึงลักษณะความร้อนอาจเป็นอันตรายเนื่องจากอุณหภูมิสูงและพื้นดินที่ไม่เสถียร

ฉ. การสังเกตการณ์ด้วยสายตาและการถ่ายภาพ

การสังเกตการณ์ด้วยสายตาและการถ่ายภาพเป็นองค์ประกอบที่สำคัญของการจัดทำเอกสารปล่องภูเขาไฟ บันทึกโดยละเอียดและภาพถ่ายสามารถจับภาพลักษณะสำคัญและการเปลี่ยนแปลงที่อาจไม่ปรากฏจากข้อมูลประเภทอื่น ตัวอย่างเช่น การบันทึกสี พื้นผิว และความรุนแรงของกิจกรรมฟูมาโรลสามารถให้ข้อมูลเชิงลึกที่มีค่าเกี่ยวกับสถานะของภูเขาไฟ การจัดทำเอกสารอย่างระมัดระวังพร้อมภาพที่มีคำอธิบายประกอบและคำอธิบายโดยละเอียดเป็นสิ่งสำคัญในการจับภาพการเปลี่ยนแปลงที่ละเอียดอ่อนที่อาจเกิดขึ้น

3. เทคโนโลยีใหม่ที่เกิดขึ้น

มีเทคโนโลยีใหม่ๆ หลายอย่างที่กำลังถูกนำมาใช้เพื่อปรับปรุงการจัดทำเอกสารปล่องภูเขาไฟ ได้แก่:

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการจัดทำเอกสารปล่องภูเขาไฟ

เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพและความน่าเชื่อถือของการจัดทำเอกสารปล่องภูเขาไฟ สิ่งสำคัญคือต้องปฏิบัติตามแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการรวบรวมข้อมูล การประมวลผล และการวิเคราะห์

1. การวางแผนและการเตรียมการ

2. การรวบรวมข้อมูล

3. การประมวลผลและการวิเคราะห์ข้อมูล

4. การแบ่งปันและการเผยแพร่ข้อมูล

กรณีศึกษา

กรณีศึกษาหลายกรณีแสดงให้เห็นถึงความสำคัญของการจัดทำเอกสารปล่องภูเขาไฟในการทำความเข้าใจกระบวนการของภูเขาไฟและการประเมินความเสี่ยง

1. ภูเขาไฟเซนต์เฮเลนส์ สหรัฐอเมริกา

การปะทุของภูเขาไฟเซนต์เฮเลนส์ในปี 1980 ได้เปลี่ยนแปลงปล่องภูเขาไฟบนยอดเขาอย่างมาก การจัดทำเอกสารเกี่ยวกับปล่องภูเขาไฟในเวลาต่อมา รวมถึงการเติบโตของโดมลาวา ได้ให้ข้อมูลเชิงลึกอันล้ำค่าเกี่ยวกับกิจกรรมที่ดำเนินอยู่ของภูเขาไฟ ข้อมูลการสำรวจระยะไกลร่วมกับการสำรวจภาคสนามทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถติดตามอัตราการเติบโตของโดม เฝ้าระวังการปล่อยก๊าซ และประเมินศักยภาพในการปะทุในอนาคต การเฝ้าระวังอย่างต่อเนื่องนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการให้ข้อมูลสำหรับการประเมินความเสี่ยงและปกป้องชุมชนใกล้เคียง

2. ภูเขาไฟนีรากองโก สาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโก

ภูเขาไฟนีรากองโกเป็นที่รู้จักจากทะเลสาบลาวาที่คงอยู่ในปล่องภูเขาไฟบนยอดเขา การจัดทำเอกสารเกี่ยวกับทะเลสาบลาวาอย่างสม่ำเสมอ รวมถึงการถ่ายภาพความร้อนและการเก็บตัวอย่างก๊าซ เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเฝ้าระวังกิuจกรรมของภูเขาไฟและประเมินความเสี่ยงที่เกิดจากการปะทุบ่อยครั้ง หอสังเกตการณ์ภูเขาไฟโกมามีบทบาทสำคัญในความพยายามนี้ โดยใช้การผสมผสานระหว่างการสำรวจระยะไกลและการวัดภาคสนามเพื่อติดตามการเปลี่ยนแปลงในทะเลสาบลาวาและให้การเตือนภัยล่วงหน้าถึงอันตรายที่อาจเกิดขึ้น การเฝ้าระวังนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการปกป้องเมืองโกมาซึ่งตั้งอยู่ใกล้กับภูเขาไฟ

3. เกาะไวท์ (Whakaari) นิวซีแลนด์

เกาะไวท์ (Whakaari) เป็นเกาะภูเขาไฟที่มีพลังซึ่งมีระบบความร้อนใต้พิภพที่มีกิจกรรมสูงมากในปล่องภูเขาไฟ การเฝ้าระวังปล่องภูเขาไฟอย่างสม่ำเสมอ รวมถึงการวัดอุณหภูมิ การเก็บตัวอย่างก๊าซ และการสังเกตการณ์ด้วยสายตา เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทำความเข้าใจพลวัตของระบบความร้อนใต้พิภพและประเมินศักยภาพในการเกิดการปะทุแบบฟรีเอติก การปะทุอันน่าสลดใจในปี 2019 ได้เน้นย้ำถึงความสำคัญของการเฝ้าระวังอย่างต่อเนื่องและการประเมินความเสี่ยงที่ภูเขาไฟแห่งนี้ นับตั้งแต่การปะทุ ได้มีการเพิ่มความพยายามในการเฝ้าระวังเพื่อให้เข้าใจกิจกรรมที่ดำเนินอยู่ได้ดีขึ้นและปรับปรุงระบบเตือนภัยล่วงหน้า

สรุป

การจัดทำเอกสารปล่องภูเขาไฟเป็นองค์ประกอบที่สำคัญของการวิจัยทางวิทยาภูเขาไฟและการประเมินความเสี่ยง ด้วยการใช้เทคนิคการสำรวจระยะไกลและการสำรวจภาคสนามร่วมกัน และโดยการปฏิบัติตามแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการรวบรวมข้อมูล การประมวลผล และการวิเคราะห์ นักวิทยาศาสตร์สามารถได้รับข้อมูลเชิงลึกอันล้ำค่าเกี่ยวกับกระบวนการของภูเขาไฟและปกป้องชุมชนจากอันตรายของภูเขาไฟ ในขณะที่เทคโนโลยีก้าวหน้าอย่างต่อเนื่อง เครื่องมือและเทคนิคใหม่ๆ จะช่วยเพิ่มความสามารถของเราในการจัดทำเอกสารและทำความเข้าใจลักษณะทางธรณีวิทยาที่มีการเปลี่ยนแปลงและน่าทึ่งเหล่านี้ สิ่งสำคัญที่ต้องจำไว้คือการจัดทำเอกสารปล่องภูเขาไฟเป็นกระบวนการที่ต่อเนื่องซึ่งต้องการความพยายามอย่างยั่งยืนและความร่วมมือระหว่างนักวิทยาศาสตร์ ผู้กำหนดนโยบาย และชุมชนท้องถิ่นเพื่อลดความเสี่ยงอย่างมีประสิทธิภาพ

คู่มือนี้ให้กรอบการทำงานที่ครอบคลุมสำหรับการจัดทำเอกสารปล่องภูเขาไฟและส่งเสริมความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับลักษณะทางธรณีวิทยาเหล่านี้ ด้วยการนำระเบียบวิธีและเทคโนโลยีที่ระบุไว้ในที่นี้มาใช้ นักวิจัยและผู้ที่สนใจทั่วโลกสามารถมีส่วนร่วมในความก้าวหน้าของวิทยาภูเขาไฟและการบรรเทาอันตรายจากภูเขาไฟได้