Камера за 4000 рублей может предсказать извержение вулкана

Извержение вулкана редко случается внезапно. Почти всегда гора подаёт сигнал — выброс сернистого газа, который поднимается из глубин задолго до катастрофы. Проблема в том, что почти 90% активных вулканов мира вообще никто не отслеживает: приборы для этого стоят десятки, а то и сотни тысяч фунтов.

Британский вулканолог Том Перинг придумал, как обойти эту стену. Его решение помещается в карман почти каждого человека — это сенсор обычного смартфона.

Как телефон видит невидимое

Секрет в ультрафиолете. Сернистый газ, который вулкан выбрасывает перед извержением, поглощает УФ-излучение. Обычные камеры настроены на видимый свет, но Перинг переделал дешёвую матрицу химическим способом так, чтобы она "видела" именно ультрафиолет.

Камеру за смешные деньги он соединил с Raspberry Pi — компьютером размером с банковскую карту. На готовом снимке облако сернистого газа выглядит тёмным пятном на светлом фоне. Сравнивая его с эталонным изображением, устройство вычисляет концентрацию газа в каждой точке.

Газы часто становятся первым признаком того, что в вулканической системе что-то меняется. Вулканологи называют их "телеграммами из недр Земли".

Почему газ важнее всего

Когда магма поднимается сквозь земную кору, она выделяет разные газы на разной глубине. Углекислый газ начинает пузыриться ещё на глубине 10–30 километров. А вот сернистый газ остаётся растворённым в магме почти до самой поверхности — и вырывается лишь за пару километров до неё.

Именно поэтому резкий скачок в выбросах серы — тревожный знак. "Это полезный инструмент предупреждения, который даёт понять, что извержение может быть на подходе", — объясняет Перинг.

Урок Пинатубо

Как это работает на практике, показала одна из самых знаменитых историй в вулканологии. В апреле 1991 года жители деревни коренного народа аэта на склонах филиппинского вулкана Пинатубо заметили пар из трещин и сильный запах тухлых яиц. Вулкан молчал сотни лет и для всех выглядел обычной горой, заросшей тропическим лесом.

Учёные установили приборы — и данные тут же забили тревогу. В конце мая выбросы сернистого газа подскочили примерно до 4500 тонн в сутки, а затем внезапно рухнули до 230 тонн. Этот обвал означал одно: канал забит, давление внутри растёт.

Власти эвакуировали 60 тысяч человек. 15 июня, через два дня после завершения эвакуации, Пинатубо взорвался. В небо на 40 километров вылетело пять кубических километров пепла и породы — этого хватило бы, чтобы девять раз заполнить Сиднейскую бухту.

Испытание пустыней

Сначала команда Перинга тестировала камеры на доступных вулканах — Этне и Стромболи в Италии. Но настоящий вызов пришёл из Чили. Директор чилийского института вулканических рисков Фелипе Агилера предложил проверить технологию на вулкане Ластаррия.

"Это гиперзасушливый район, где практически не бывает дождей", — говорит Агилера. Влажность и рассеивание света в атмосфере создают уникальные трудности, а спутники здесь почти бесполезны — из вулкана постоянно валит газ.

Перинг любит повторять студентам, что у каждого вулкана свой характер. Чтобы его понять, нужно наблюдать за горой всегда — перед извержением, во время, после и в спокойные периоды. Именно такую полную картину по вулканам Чили и хочет собрать Агилера.

Что дальше

В этом году Перинг основал компанию VolcanoTech при Университете Шеффилда. Его цель — сделать камеры ещё дешевле, закупая детали оптом, и упростить обработку данных.

Команда не просто раздаёт оборудование — учёные ездят по обсерваториям и обучают коллег на месте. Для регионов, где десятки тысяч людей живут в тени активных вулканов, эти дешёвые камеры могут стать разницей между вовремя объявленной эвакуацией и трагедией.