VeRSUS: Open-Vent Volcano Remote Sensing Monitoring Using Spaceborne Imagery

Het VeRSUS-project (2019-2021) beoogt de verkenning en ontwikkeling van de capaciteit van nieuwe satellietsensoren om aanvullende kwantitatieve informatie te verschaffen over de dynamiek van persistente lavameren. De casestudies van VeRSUS zijn de vulkanen Kilauea (Hawaï, VS), Nyiragongo en Nyamulagira (DRC). Het project wordt gefinancierd door het Federaal Wetenschapsbeleid (BELSPO) in het kader van het STEREO-III programma (Contract nr. SR/00/382). Het project wordt gecoördineerd door het KMMA, in samenwerking met het Belgisch Koninklijk Instituut voor Ruimte-Aëronomie (BIRA-IASB), het Europees Centrum voor Geodynamica en Seismologie (ECGS, Luxemburg) en de U.S. Geological Survey (USGS, U.S.A.).

OBJECTIEF

Vulkaanuitbarstingen vormen een bedreiging voor bevolkingsgroepen die in de buurt van actieve vulkanen wonen. Onderzoek naar vulkanische processen die uiteindelijk tot een uitbarsting leiden, is dan ook van cruciaal belang. Dergelijk onderzoek kan het best worden aangepakt via interdisciplinaire benaderingen die gebaseerd zijn op de synergetische exploitatie van waarnemingsgegevens van grondinstrumenten en satellietsensoren, met name voor afgelegen en ondergecontroleerde actieve vulkanen. Er is momenteel geen satellietmissie die uitsluitend gewijd is aan het toezicht op vulkanische activiteit. De nieuwe generatie satellieten en sensoren met verbeterde gevoeligheid en ruimtelijke en temporele resoluties is echter een game-changer voor vulkaanbewaking vanuit de ruimte, en er moet nog veel worden gedaan en onderzocht.

In het moederproject RESIST (2014-2019, STEREO-III-programma) hebben we nieuwe teledetectie-instrumenten ontwikkeld die zijn gebruikt om de eruptieve activiteit van de Virungavulkanen (Oost-D.R. Congo) te bestuderen. De resultaten toonden veelbelovende perspectieven voor verdere studie van hardnekkige lavameren met behulp van teledetectie per satelliet, vooral met de nieuwe generaties satellieten en sensoren. In het VeRSUS-project willen we voordeel halen uit deze nieuwe perspectieven en ze aanvullen met andere teledetectiemethoden voor vulkanen, om de studie van persistente lavameren en dus van de magmatische processen in de korst te verbeteren.

Deze hoofddoelstelling kan worden onderverdeeld in twee specifieke doelstellingen:

1. Het verkennen en ontwikkelen van de capaciteit van nieuwe satellietsensoren om aanvullende kwantitatieve informatie te verstrekken over de dynamiek van persistente lavameren;
2. Een beter begrip krijgen van de bronmechanismen van variaties in de activiteit van lavameren.

STUDIEGEBIED

METHODE

In VeRSUS willen wij profiteren van de nieuwe ontwikkelingen van het moederproject RESIST en de perspectieven die zij bieden, door alle belangrijke bestaande technieken voor teledetectie van vulkanen toe te passen op de nieuwe generatie satellietbeelden, teneinde de dynamiek van hardnekkige lavameren te bestuderen. Zo zullen we SAR-interferometrie, innovatieve SAR-schaduwmetingen van het lavameerniveau, thermische teledetectie met verschillende soorten satellieten, SO2-gasfluxschattingen met de nieuwe TROPOMI-sensor aan boord van Sentinel-5 Precursor en dagelijkse tot wekelijkse waarnemingen met de nieuwe generaties optische satellieten met hoge ruimtelijke resolutie combineren. De resultaten van teledetectie zullen worden gecorreleerd met metingen op de grond om de interpretatie van de lavameeractiviteit te verbeteren.

Wat satellietbeelden betreft, zullen wij hoofdzakelijk gebruik maken van de beelden die momenteel zonder of tegen lage kosten beschikbaar zijn voor wetenschappelijk onderzoek, zoals de ESA Copernicus Sentinel constellaties, alsook Suomi NPP VIIRS, Landsat 8 OLI, PlanetScope, Pléiades en COSMO-SkyMed gegevens.

Verwachte wetenschappelijke resultaten

• Verschillende wetenschappelijke artikelen in internationale tijdschriften met collegiale toetsing
• Kwantitatieve beschrijving van aanhoudende eruptieve activiteit
• Verbeterde interpretatie van de dynamiek van aanhoudende lavameren en de gerelateerde magmatische processen

Maatschappelijke relevantie

• Verbeteringen in satellietteledetectie van actieve en gevaarlijke vulkanen
• Belangrijke kennis en instrumenten om persistente lavameren te gebruiken als instrument voor vulkaanbewaking en vroegtijdige waarschuwing voor uitbarstingen

Verwachte producten en diensten

• Tijdreeksen van bodemvervorming, metingen van het lavameerniveau, thermische anomalieën en stralingswarmtefluxen, en SO2-emissies boven hardnekkige lavameren (ten minste Nyiragongo, Nyamulagira en Kīlauea).
• Beoordeling van de belangrijkste teledetectiemogelijkheden van instrumenten aan boord van satellieten en satellietconstellaties

CONSORTIUM

Meer informatie over VeRSUS is te vinden op de VeRSUS webpage.

Projectbeschrijving ook beschikbaar op de website van het AfricaMuseum.