Vanwege de moeilijke bereikbaarheid en het hoge risico op instorting of explosie, het in beeld brengen van actieve vulkanen is tot nu toe een grote uitdaging geweest in de vulkanologie. Onderzoekers rond Edgar Zorn van het Duitse onderzoekscentrum voor geowetenschappen GFZ in Potsdam presenteren nu de resultaten van een reeks herhaalde onderzoeksvluchten met optische en warmtebeeldcamera's bij de Santa Maria-vulkaan in Guatemala. Drones werden gebruikt om de lavakoepel te observeren, een stroperige plug van lava. De onderzoekers konden aantonen dat de lavakoepel bewegingen op twee verschillende tijdschalen laat zien:langzame uitzetting en groei van de koepel en snelle extrusie van stroperige lava. De studie werd gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschappelijke rapporten .

"We hebben een drone uitgerust met verschillende camera's, " zegt Edgar Zorn van GFZ, de eerste auteur van de studie. "Vervolgens hebben we de drone met verschillende tussenpozen over de krater gevlogen, het meten van de bewegingen van lavastroom en een lavakoepel met behulp van een specifiek type stereofotografie met een nooit eerder geziene precisie."

Door de gegevens van de drone te vergelijken, konden de onderzoekers de stroomsnelheid bepalen, bewegingspatronen en oppervlaktetemperatuur van de vulkaan. Deze parameters zijn belangrijk voor het voorspellen van het gevaar van explosieve vulkanen. De onderzoekers slaagden er ook in om uit deze gegevens de stromingseigenschappen van de lava af te leiden.

"We hebben aangetoond dat het gebruik van drones kan helpen om zelfs de gevaarlijkste en meest actieve vulkanen op aarde vanaf een veilige afstand volledig opnieuw te meten, ' zegt Edgar Zorn.

Thomas Walter, vulkanoloog bij GFZ, die ook bij het onderzoek betrokken was, zegt, "Een regelmatig en systematisch onderzoek van gevaarlijke vulkanen met drones lijkt bijna binnen handbereik."

De twee camera's die werden gebruikt om de vulkanische kegel Caliente van de vulkaan Santa Maria te onderzoeken, waren in staat om hoge resolutie foto's en thermische beeldvorming te maken. Met behulp van een speciaal computeralgoritme, de onderzoekers konden van deze afbeeldingen complete en gedetailleerde 3D-modellen maken. Ze verkregen een 3D-topografie en temperatuurmodel van de vulkaan met een resolutie van slechts enkele centimeters.

Drone-missies verminderen het risico voor vulkanologen aanzienlijk, omdat de camera's direct naar de gevaarlijke plekken kunnen worden gevlogen terwijl de wetenschappers op afstand blijven. De grootste uitdaging ligt in de nabewerking en berekening van de modellen. "De 3D-modellen van de verschillende vluchten moeten precies zo worden gepositioneerd dat ze kunnen worden vergeleken. Dit vereist nauwgezet detailwerk, maar de moeite is het waard, want zelfs minimale bewegingen worden direct zichtbaar, " zegt Edgar Zorn. "In de studeerkamer, presenteerden we enkele nieuwe mogelijkheden voor de weergave en meting van bepaalde grondbewegingen, die zeer nuttig kunnen zijn in toekomstige projecten."