Ett team av vulkanologer och ingenjörer från universiteten i Cambridge och Bristol har samlat in mätningar direkt från vulkaniska moln, tillsammans med visuella och termiska bilder av otillgängliga vulkantoppar.

Under en tio dagar lång forskningsresa, teamet genomförde många proof-of-concept-flygningar vid toppmötena av både Volcán de Fuego och Volcán de Pacaya i Guatemala. Med hjälp av lätta moderna sensorer mätte de temperatur, fukt och termisk data inom vulkanmolnen och tog bilder av flera utbrott i realtid.

Detta är en av de första gångerna som skräddarsydda fastvingade obemannade flygfarkoster (UAV) har använts vid en vulkan som Fuego, där bristen på nära åtkomst till toppöppningen har förhindrat robusta gasmätningar. Finansiering från Cabot Institute har hjälpt teamet att utveckla teknik för att möjliggöra denna förmåga. UAV:erna flögs framgångsrikt på avstånd på upp till 8 km bort, och på en höjd av över 3 km över uppskjutningsplatsen.

Gruppen planerar att återvända till Guatemala senare under året med ett bredare utbud av sensorer inklusive en gasanalysator, ett fyrstegs filterpaket; kolstubbar för askprovtagning; termiska och visuella kameror, och atmosfäriska sensorer.

Dr Emma Liu, en vulkanolog från Department of Earth Sciences i Cambridge, sa:"Drones erbjuder en ovärderlig lösning på utmaningarna med in-situ provtagning och rutinövervakning av vulkaniska utsläpp, särskilt de där området nära ventiler är oöverkomligt farligt eller otillgängligt.

"Dessa sensorer hjälper inte bara att förstå utsläpp från vulkaner, de kan också användas i framtiden för att varna lokala samhällen om förestående utbrott – särskilt om flygningarna kan automatiseras."

Dr Kieran Wood, Senior forskarassistent vid institutionen för flygteknik i Bristol, tillade:"Även under den här första kampanjen kunde vi nå betydande mål inom vetenskap och teknik. Till exempel, Flera bildflygningar under flera dagar fångade den snabbt föränderliga topografin på Fuegos toppmöte. Dessa visade att vulkanen bröt ut från inte bara en, men två aktiva toppöppningar."

Ta timeout från sina provflygningar, forskargruppen använde också sina flygplan för att kartlägga topologin för en barranca och de vulkaniska avlagringarna inom den. Dessa avlagringar bildades av ett nyligen pyroklastiskt flöde, ett snabbt rörligt moln av överhettad aska och gas, som reste nerför barrancaen från Fuego. Data som fångas kommer att hjälpa till att modellera flödesvägar och den potentiella inverkan av framtida vulkanutbrott på närliggande bosättningar.

Dr Matt Watson, Läsare i Natural Hazards på School of Earth Sciences i Bristol, sa:"Detta är spännande inledande forskning för framtida undersökningar, och skulle inte vara möjligt utan ett mycket nära samarbete mellan vulkanologi och teknik."