醫學成像技術揭示了火山下的真正真相

我們從未見過火山內部以前很像。研究人員開發了一種智能的新成像技術，讓我們可以窺視這些巨大的天然火藥箱，以前所未有的細節和深度水平。

來自法國國家科學研究中心 （CNRS） 和巴黎行星物理研究所 （IPGP） 的研究團隊借鑒了醫學成像和光學顯微鏡的一些想法，提出了他們的方法。

這是對一種稱為矩陣成像的現有技術的新嘗試，它有助于克服像這樣繪制火山地圖的一些困難：沒有很多傳感器（稱為檢波器）來記錄地震波在地球上回蕩。

當這些波在周圍蕩漾時，可以解釋它們以找出地殼中不同類型的材料和不同類型的布局。在矩陣成像的幫助下，這種解釋應該會變得明顯更容易。

“火山噴發需要精確監測巖漿壓力和膨脹，以改進預測，”寫研究人員在他們發表的論文中。

“了解深層巖漿儲存對于危害評估至關重要，但對這些系統進行成像具有挑戰性。”

對于測試對象，研究人員選擇了La Soufrière 火山在加勒比地區的瓜德羅普島。研究人員將這個特定地點使用的地震檢波器網絡提供的覆蓋范圍描述為“稀疏”。

這種創新方法背后的數學和物理學相當密集，但從本質上講，該團隊設計了一種新方法，將來自多個地震檢波器的數據組合在一起，以找出單個地震檢波器無法自行捕獲的細節。

該技術的部分成功在于減少了地震波從地下的不同元素反彈，使用所謂的 Memory Effect 對失真進行逆向工程，以找出原始信號是什么。

“利用抗無序的波相關性，矩陣成像成功地解讀了波的失真，以 100 米（328 英尺）的分辨率揭示了 La Soufrière 深達 10 公里（6.2 英里）的內部結構，”寫研究人員。

這項特定研究的啟示包括存在多個復雜層巖漿儲存地下，以及這些層與其他深層地質特征的連接方式。

當然，所有這些額外的數據意味著可以更好地了解火山內部發生的事情，這意味著能夠更準確地預測何時可能發生噴發 - 可能挽救大量生命，在世界某些地區。

令人鼓舞的是，不需要額外的傳感器，因為矩陣成像可以處理已經存在的數據。研究人員相信，他們在這里使用的方法也可以應用于其他地點。

“因此，矩陣成像可以成為科學家理解和建模火山系統方式的革命性游戲規則改變者，”寫研究人員。

該研究已發表在通信 地球與環境.

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