医学成像技术揭示了火山下面的真实情况

我们从未见过这样的火山内部。研究人员开发了一种智能的新成像技术，让我们能够以前所未有的细节和深度窥视这些巨大的天然火药箱。

来自法国国家科学研究中心（CNRS）和巴黎行星物理研究所（IPGP）的研究小组借鉴了医学成像和光学显微镜的一些想法，提出了他们的方法。

这是对现有的矩阵成像技术的一种新尝试，它有助于克服像这样绘制火山地图的一些困难：没有很多传感器（称为检波器）来记录在地球上回荡的地震波。

当这些波在周围波动时，它们可以被解释为找出地壳中不同类型的物质和不同类型的布局。在矩阵成像的帮助下，这种解释应该会变得容易得多。

研究人员在他们发表的论文中写道：“火山爆发需要精确监测岩浆压力和膨胀，以提高预测能力。”

“了解深层岩浆储存对危险评估至关重要，但对这些系统进行成像具有挑战性。”

作为测试对象，研究人员选择了加勒比海瓜德罗普岛的La Soufrière火山。研究人员将该特定地点使用的检波器网络提供的覆盖范围描述为“稀疏”。

这种创新方法背后的数学和物理原理相当复杂，但从本质上讲，该团队设计了一种新的方法，将来自多个检波器的数据结合起来，以找出单个检波器无法捕获的细节。

这项技术的成功部分在于减少了地震波在地下不同元素反射时产生的失真，利用所谓的记忆效应对失真进行反向工程，以找出原始信号是什么。

研究人员写道：“利用抗无序的波相关性，矩阵成像成功地解读了波的扭曲，以100米（328英尺）的分辨率揭示了La Soufrière长达10公里（6.2英里）的内部结构。”

这项特殊研究的启示包括地下存在多个复杂的岩浆储存层，以及这些层与其他深层地质特征的联系方式。

当然，所有这些额外的数据意味着更好地了解火山内部发生的情况，这意味着能够更准确地预测火山爆发的时间，这可能会挽救世界某些地区大量的生命。

有希望的是不需要额外的传感器，因为矩阵成像可以处理已经存在的数据。研究人员相信，他们在这里使用的方法也可以应用于其他地方。

研究人员写道：“因此，矩阵成像可以成为科学家理解和模拟火山系统的革命性游戏规则改变者。”

这项研究发表在《通信、地球与环境》杂志上。

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