醫學成像技術揭示了火山下面的真實情況

我們從未見過這樣的火山內部。研究人員開發了一種智能的新成像技術，讓我們能夠以前所未有的細節和深度窺視這些巨大的天然火藥箱。

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

這是對現有的矩陣成像技術的一種新嘗試，它有助於克服像這樣繪製火山地圖的一些困難：沒有很多傳感器（稱爲檢波器）來記錄在地球上回蕩的地震波。

當這些波在周圍波動時，它們可以被解釋爲找出地殼中不同類型的物質和不同類型的佈局。在矩陣成像的幫助下，這種解釋應該會變得容易得多。

研究人員在他們發表的論文中寫道：“火山爆發需要精確監測岩漿壓力和膨脹，以提高預測能力。”

“瞭解深層岩漿儲存對危險評估至關重要，但對這些系統進行成像具有挑戰性。”

作爲測試對象，研究人員選擇了加勒比海瓜德羅普島的La Soufrière火山。研究人員將該特定地點使用的檢波器網絡提供的覆蓋範圍描述爲“稀疏”。

這種創新方法背後的數學和物理原理相當複雜，但從本質上講，該團隊設計了一種新的方法，將來自多個檢波器的數據結合起來，以找出單個檢波器無法捕獲的細節。

這項技術的成功部分在於減少了地震波在地下不同元素反射時產生的失真，利用所謂的記憶效應對失真進行反向工程，以找出原始信號是什麼。

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

這項特殊研究的啓示包括地下存在多個複雜的岩漿儲存層，以及這些層與其他深層地質特徵的聯繫方式。

當然，所有這些額外的數據意味着更好地瞭解火山內部發生的情況，這意味着能夠更準確地預測火山爆發的時間，這可能會挽救世界某些地區大量的生命。

有希望的是不需要額外的傳感器，因爲矩陣成像可以處理已經存在的數據。研究人員相信，他們在這裡使用的方法也可以應用於其他地方。

研究人員寫道：“因此，矩陣成像可以成爲科學家理解和模擬火山系統的革命性遊戲規則改變者。”

這項研究發表在《通信、地球與環境》雜誌上。

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