På grund av den svåra tillgängligheten och den höga risken för kollaps eller explosion, avbildning av aktiva vulkaner har hittills varit en stor utmaning inom vulkanologin. Forskare kring Edgar Zorn från det tyska forskningscentret för geovetenskaper GFZ i Potsdam presenterar nu resultaten av en serie upprepade undersökningsflygningar med optiska och värmekameror vid vulkanen Santa Maria i Guatemala. Drönare användes för att observera lavakupolen, en trögflytande plugg av lava. Forskarna kunde visa att lavakupolen visar rörelser på två olika tidsskalor:långsam expansion och tillväxt av kupolen och snabb extrudering av trögflytande lava. Studien publicerades i tidskriften Vetenskapliga rapporter .

"Vi utrustade en drönare med olika kameror, " säger Edgar Zorn från GFZ, studiens första författare. "Vi flög sedan drönaren över kratern med olika intervaller, mäter rörelserna av lavaflödet och en lavakupol med en specifik typ av stereofotografering med en precision som aldrig tidigare skådats."

Genom att jämföra data från drönaren, forskarna kunde bestämma flödeshastigheten, vulkanens rörelsemönster och yttemperatur. Dessa parametrar är viktiga för att förutsäga faran med explosiva vulkaner. Forskarna lyckades också härleda lavans flödesegenskaper från dessa data.

"Vi har visat att användningen av drönare kan hjälpa till att helt mäta om även de farligaste och mest aktiva vulkanerna på jorden från ett säkert avstånd, säger Edgar Zorn.

Thomas Walter, vulkanolog på GFZ, som också var involverad i studien, säger, "En regelbunden och systematisk undersökning av farliga vulkaner med drönare verkar nästan vara inom ens räckhåll."

De två kamerorna som användes för att övervaka vulkankonen Caliente i vulkanen Santa Maria kunde ta högupplösta bilder och värmebilder. Med hjälp av en speciell datoralgoritm, forskarna kunde skapa kompletta och detaljerade 3D-modeller från dessa bilder. De fick en 3-D topografi och temperaturmodell av vulkanen med en upplösning på bara några centimeter.

Drönaruppdrag minskar risken avsevärt för vulkanologer, eftersom kamerorna kan flygas direkt till de farliga platserna medan forskarna håller sig på avstånd. Den största utmaningen ligger i efterbearbetningen och beräkningen av modellerna. "De olika flygningarnas 3D-modeller måste placeras exakt så att de kan jämföras. Detta kräver noggrant detaljarbete, men ansträngningen är värt det eftersom även minimala rörelser blir omedelbart synliga, " säger Edgar Zorn. "I studien, vi presenterade några nya möjligheter för representation och mätning av vissa markrörelser, vilket kan vara mycket användbart i framtida projekt."