Att låna från ett filosofiskt tankeexperiment:Om en vulkan bryter ut i en avlägsen del av världen och ingen hör det, gör det fortfarande ett ljud?

Verkligen, det gör det. Och ljudet uppstår inte bara, men det kan också berätta för forskare om själva utbrottets tid och varaktighet.

Som en del av Förenta nationernas övergripande fördrag mot nukleära testförbud, ett internationellt övervakningssystem byggdes för att upptäcka eventuell kärnkraftsexplosion på jorden - under jorden, under vattnet eller i atmosfären. Inom systemet finns ett nätverk för att upptäcka atmosfäriskt infraljud - ljudvågor med frekvenser under den nedre gränsen för mänsklig hörbarhet - som forskare också kan använda för att spåra vulkanutbrott på avlägsna platser.

En ny fallstudie av ett internationellt team av forskare, ledd av UC Santa Barbara geofysiker Robin Matoza, undersökte data från 2015 -utbrottet i vulkanen Calbuco i Los Lagos -regionen i Chile. Forskarna valde denna händelse eftersom de kunde jämföra långdistansdata med lokala avläsningar, möjliggör studier av den stora vulkaniska explosionen med hjälp av infraljudssensorer.

Teamets analys visade att infraljud registrerat på regionala (15 till 250 kilometer) och långa avstånd (större än 250 km), t.ex. på det internationella övervakningssystemet, levererade liknande begränsningar av tidpunkten och varaktigheten av utbrottet, liksom data från ett lokalt (mindre än 15 km) seismiskt nätverk. Deras resultat visas i Journal of Geophysical Research:Solid Earth .

"Vi vill kunna övervaka regioner i världen där många vulkaner inte har lokala övervakningsstationer som Calbuco har, "sa Matoza, en biträdande professor vid UCSB:s institution för jordvetenskap. "På vissa ställen - till exempel Aleutian Islands i Alaska - det är utmanande att upprätthålla observationsnätverk på vulkanerna själva på grund av hårt väder och deras avlägsna platser. Följaktligen, många aleutiska vulkaner är inte instrumenterade. Vi vill kunna upptäcka, lokalisera och karakterisera avlägsen explosiv vulkanisk aktivitet eftersom utbrott kan släppa askmoln ut i atmosfären, som är farliga för flygplan. "

På avlägsna platser, forskare brukar förlita sig på satellitbaserad teknik för att övervaka vulkaner, men enligt Matoza, utan markbaserad information, Det är svårt att veta exakt när utbrottet inträffade och hur länge det varade.

"Det som är trevligt med infraljud är att vi kan samla information längre från källan än med traditionella markbaserade övervakningsmetoder, "Matoza förklarade." Vanligtvis seismiska signaler från utbrott sprider sig inte mer än några hundra kilometer från källan. Med Calbuco, till exempel, du kan se utbrottet mycket tydligt på de lokala övervakningsstationerna och upp till cirka 250 kilometer på regionala seismiska nätverk, men med infraljud, signalen sprider sig i atmosfären i mer än 5, 000 kilometer. Vad mer, infrasound levererar annan information än seismisk data ensam. "

Det chilenska nationella seismiska nätverket innehåller ett relativt sparsamt antal infraljudssensorer tillsammans med 10 seismometrar (seismoakustiska stationer), vilket möjliggjorde denna studie. Att placera sådana infraljudssensorer på mer seismiska stationer i vulkaniskt aktiva regioner skulle vara värdefullt, Matoza noterade. Det faktum att en av de chilenska seismoakustiska stationerna var bara 250 kilometer från utbrottet belyser den betydande potentialen hos befintliga regionala seismiska nätverk för att förstärka det internationella övervakningssystemet med fler infraljudssensorer för detektering och övervakning av utbrott.

"En av rekommendationerna från denna studie är att fler seismiska nätverk också ska ha infraljudssensorer, "Matoza sa." Det är en extra datakanal att spela in som ger mycket användbar information för att förbättra vulkanövervakning. "