ทำไม GNSS ก็สามารถตรวจจับการปะทุของภูเขาไฟใต้น้ำที่ Tonga ได้

เป็นที่รู้กันทั่วโลกว่าเมื่อวันที่ 15 มกราคม 2022 นั้น เกิดเหตุการณ์ภูเขาไฟใต้น้ำ Hunga Tonga-Hunga Ha’apai ปะทุขึ้นอย่างรุนแรง ส่งผลกระทบต่อพื้นที่รอบ ๆ ภูเขาไฟเป็นวงกว้างไม่ว่าจะเป็นขี้เถาฝุ่นและคลื่นสึนามิที่เดินทางไปทั่วโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เกาะ Tonga ซึ่งอยู่ไม่ไกลจากตำแหน่งของภูเขาไฟนั้นถูกน้ำถ่วมจากคลื่นสึนามิอย่างรุนแรง

การปะทุของภูเขาไฟ Hunga Tonga-Hunga Ha’apai เมื่อวันที 15 มกราคม 2022 ภาพจากดาวเทียม GOES-17 – ที่มา Joshua Stevens, NASA Earth Observatory/NOAA/NESDIS

การรับรู้ถึงการปะทุของภูเขาไฟใต้น้ำดังกล่าวไม่ได้เกิดขึ้นเพียงบนโลก แต่โดยระบบ Global Differential Global Positioning System (GDGPS) ของ NASA และ JPL ที่ใช้เครือข่าย Global Navigation Satellite System (GNSS) อย่าง Global Positioning System (GPS), GLONASS, Galilleo และ BeiDou ในการทำ Positional Corrections ให้กับระบบ GNSS เพื่อเพิ่มความแม่นยำของเครือข่าย Positioning System

อ่านบทความเกี่ยวกับเครือข่าย GNSS ได้ที่ เจาะลึกระบบดาวเทียมนำทางที่ไม่ได้มีแค่ GPS มันทำงานอย่างไร สรุปทุกข้อมูล

เมื่อภูเขาไฟใต้น้ำ Hunga Tonga-Hunga Ha’apai ปะทุขึ้น เกิดแรงระเบิดเทียบเท่าระเบิด TNT กว่า 4 ถึง 18 megatons ซึ่งแรงระเบิดนี้ทำให้เกิดแรงกระแทกในรูปของคลื่นเสียง (Acoustic Shockwave) พุ่งขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศไปไกลถึงบรรยากาศชั้น Ionosphere ของโลกซึ่งอยู่สูงจากพื้นผิวโลกประมาณ 80 ถึง 90 กิโลเมตร แรงอัดอากาศจากการระเบิดยังทำให้เกิดคลื่นสึนามิในน้ำเรียกว่า “Meteotsunami” ซึ่งแตกต่างจากสึนามีทั่วไปที่เกิดขึ้นจากการเคลื่อนไหวของแผ่นเปลือกโลก

คลื่นกระแทก (Shockwave) จากการปะทุของภูเขาไฟใต้น้ำ Hunga Tonga-Hunga Ha’apa ข้อมูลจากดาวเทียม GOES-17 – ที่มา Tim Schmit, NOAA/NESDIS/ASPB

ระบบ GDGPS ตรวจพบการรบกวนในชั้น Ionosphere พร้อมกับการเสียรูปของแผ่นเปลือกมหาสมุทรแทบจะทันทีหลังการปะทุของภูเขาไฟใต้น้ำ โดยการตรวจจับการปะทุดังกล่าวอาศัยการวัดค่าความหนาแน่นของอิเลกตรอนในชั้น Ionosphere (ค่า Total Electron Content Unit: TECU) ซึ่งมีผลต่อความเร็วในการเดินทางของสัญญาณ Broadcast จากดาวเทียมในเครือข่าย GNSS ผ่านชั้นบรรยากาศ

กราฟแสดงค่าความหนาแน่นของอิเล็กตรอนต่อเวลาเทียบกับระยะทางจากตำแหน่งของการปะทุของภูเขาไฟ เส้นแนวตั้งสีแดงแสดงเวลาของการปะทุ เส้นสีแนวนอนแสดงค่าความหนาแน่นของอิเล็กตรอนจากดาวเทียม GNSS ต่าง ๆ: GPS, GLONASS, Galilleo, และ BeiDou เส้นประลาดเอียงแสดงความเร็วของคลื่น – ที่มา NASA/JPL-Caltech/GDGPS

ข้อมูลนี้แสดงให้เห็นว่าเครือข่าย GNSS นั้นไม่ได้ทำได้แค่ใช้ระบุตำแหน่ง แต่สามารถนำมาประยุกต์ใช้ในระบบเตือนภัยสึนามิล่วงหน้าซึ่งปัจจุบันอยู่ในการวิจัยภายใต้โครงการ Research Opportunities in Space and Earth Science (ROSES) ของ NASA ชื่อ “Local Tsunami Early Warning With GNSS Earthquake Source Products” ซึ่งอาศัยข้อมูลการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลกและโมเดลการเกิดแผ่นดินไหวเพื่อคาดการณ์การเกิดแผ่นดินไหวและสึนามิ คล้ายเทคโนโลยี Synthetic Aperture Radar (SAR)

อ่านบทความเกี่ยวกับ Synthetic Aperture Radar ได้ที่ เจาะลึก InSAR เทคโนโลยีการเตือนแผ่นดินไหวจากอวกาศ

ในอนาคตนั้น ข้อมูลการรบกวนบรรยากาศชั้น Ionosphere ของโลกจาก GDGPS นั้นก็สามารถเป็นหนึ่งในระบบเตือนภัยสึนามีล่วงหน้าได้เช่นกัน ซึ่งจะช่วยให้เรามีระบบเตือนภัยสินามีที่หลากหลายขึ้นนั่นเอง

เรียบเรียงโดย ทีมงาน SPACETH.CO

อ้างอิง

Tonga Eruption Sent Ripples Through Earth’s Ionosphere

เราใช้คุกกี้เพื่อพัฒนาประสิทธิภาพ และประสบการณ์ที่ดีในการใช้เว็บไซต์ของคุณ คุณสามารถศึกษารายละเอียดได้ที่ นโยบายความเป็นส่วนตัว และสามารถจัดการความเป็นส่วนตัวเองได้ของคุณได้เองโดยคลิกที่ ตั้งค่า

Privacy Preferences

คุณสามารถเลือกการตั้งค่าคุกกี้โดยเปิด/ปิด คุกกี้ในแต่ละประเภทได้ตามความต้องการ ยกเว้น คุกกี้ที่จำเป็น

Allow All
Manage Consent Preferences
  • Always Active

Save