医学成像技术揭示了火山下的真正真相

我们从未见过火山内部以前很像。研究人员开发了一种智能的新成像技术，让我们可以窥视这些巨大的天然火药箱，以前所未有的细节和深度水平。

来自法国国家科学研究中心 （CNRS） 和巴黎行星物理研究所 （IPGP） 的研究团队借鉴了医学成像和光学显微镜的一些想法，提出了他们的方法。

这是对一种称为矩阵成像的现有技术的新尝试，它有助于克服像这样绘制火山地图的一些困难：没有很多传感器（称为检波器）来记录地震波在地球上回荡。

当这些波在周围荡漾时，可以解释它们以找出地壳中不同类型的材料和不同类型的布局。在矩阵成像的帮助下，这种解释应该会变得明显更容易。

“火山喷发需要精确监测岩浆压力和膨胀，以改进预测，”写研究人员在他们发表的论文中。

“了解深层岩浆储存对于危害评估至关重要，但对这些系统进行成像具有挑战性。”

对于测试对象，研究人员选择了La Soufrière 火山在加勒比地区的瓜德罗普岛。研究人员将这个特定地点使用的地震检波器网络提供的覆盖范围描述为“稀疏”。

这种创新方法背后的数学和物理学相当密集，但从本质上讲，该团队设计了一种新方法，将来自多个地震检波器的数据组合在一起，以找出单个地震检波器无法自行捕获的细节。

该技术的部分成功在于减少了地震波从地下的不同元素反弹，使用所谓的 Memory Effect 对失真进行逆向工程，以找出原始信号是什么。

“利用抗无序的波相关性，矩阵成像成功地解读了波的失真，以 100 米（328 英尺）的分辨率揭示了 La Soufrière 深达 10 公里（6.2 英里）的内部结构，”写研究人员。

这项特定研究的启示包括存在多个复杂层岩浆储存地下，以及这些层与其他深层地质特征的连接方式。

当然，所有这些额外的数据意味着可以更好地了解火山内部发生的事情，这意味着能够更准确地预测何时可能发生喷发 - 可能挽救大量生命，在世界某些地区。

令人鼓舞的是，不需要额外的传感器，因为矩阵成像可以处理已经存在的数据。研究人员相信，他们在这里使用的方法也可以应用于其他地点。

“因此，矩阵成像可以成为科学家理解和建模火山系统方式的革命性游戏规则改变者，”写研究人员。

该研究已发表在通信 地球与环境.

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