Mit dem Atomsensor wird es möglich sein, die durch das aufsteigende Magma verursachten Schwankungen der Schwerkraft mit hoher Präzision zu messen
Die Installation des AQG-Gravimeters im Vulkanologischen Observatorium Pizzi Deneri auf einer Höhe von 2800 Metern an der Nordseite des Ätna wurde abgeschlossen (Absolutes Quantengravimeter). Die Installation, koordiniert von Daniele Carbone und Filippo Greco, Forscher am Nationalen Institut für Geophysik und Vulkanologie (INGV), wurde von einem spezialisierten Team des INGV und Muquans im Rahmen des europäischen Projekts NEWTON-g (NEW TOols for terraiN Gravimetry) erstellt. „Die Anwendung der Gravimetrie auf Vulkane ermöglicht es uns, die Massenschwankungen abzuschätzen, die beispielsweise beim Aufstieg von Magma zur Oberfläche auftreten können.“, sagt Daniele Carbone. „Das AQG-Gravimeter von Muquans, einem Partner des NEWTON-g-Projekts, ist das erste Quantengravimeter, das auf einem aktiven Vulkan installiert wurde. Es ermöglicht die hochpräzise Bestimmung des absoluten Wertes der Gravitationsbeschleunigung, d. h. der Beschleunigung, die ein Körper im freien Fall erfährt. Die Leistung des AQG in den ersten Tagen der kontinuierlichen Datenerfassung“, fährt der Forscher fort, „Es war besser als erwartet, trotz der starken vulkanischen Erschütterungen, die den Installationsort kennzeichnen. Basierend auf den ersten erfassten Daten gehen wir davon aus, dass wir Schwerkraftschwankungen mit Amplituden in der Größenordnung von einigen Mikrogals feststellen können, die sich über Zeiträume von einigen Stunden bis zu mehreren Monaten/Jahren entwickeln.“.
Alfio Messina und Danilo Contrafatto, Techniker des INGV, fügen hinzu „Da das Pizzi-Deneri-Observatorium nicht an das Stromnetz angeschlossen ist, wurde zur Bereitstellung der für den Dauerbetrieb des Instruments erforderlichen Energie ein System auf Basis von Solarmodulen und einem Dieselgenerator entwickelt. Dieses System nutzt ein hochentwickeltes Steuermodul zur Steuerung der Energiequellen und des Speichersystems. Ätna“, schließt Carbone, „Nach der Installation von drei hochpräzisen Gravimetern zwischen 2014 und 2016 bestätigt es sich zum zweiten Mal als ‚Labor‘ für bahnbrechende Experimente im Bereich der Gravimetrie.“
Die von den kontinuierlich erfassten Gravimetern erzeugten Daten ermöglichen es uns, die Informationen des permanenten Multiparameter-Netzwerks des Ätna zu integrieren und zu vervollständigen, das in erster Linie zur schnellen Beurteilung von Änderungen der Vulkanaktivität verwendet wird.
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INGV. Ein Atomgravimeter auf dem Ätna installiert: das erste Mal auf einem aktiven Vulkan
Mit dem Atomsensor wird es möglich sein, die durch den Aufstieg des Magmas verursachten Schwerkraftänderungen mit hoher Präzision zu messen
Die Installation des AQG (Absolutes Quantengravimeter) wurde am Vulkanologischen Observatorium Pizzi Deneri auf 2800 Metern Höhe an der Nordflanke des Ätna fertiggestellt. Die Installation, koordiniert von Daniele Carbone und Filippo Greco, Forschern des Nationalen Instituts für Geophysik und Vulkanologie (INGV), wurde von einem spezialisierten Team des INGV und Muquans im Rahmen des europäischen Projekts NEWTON-g (NEW TOols for terraiN Gravimetry) durchgeführt.
„Mithilfe der Vulkangravimetrie können wir die Massenänderungen beurteilen, die beispielsweise beim Aufstieg von Magma zur Oberfläche auftreten können.“, sagt Daniele Carbone. „Das AQG-Gravimeter, hergestellt von Muquans, einem KMU-Partner des NEWTON-g-Projekts, ist das erste Quantengravimeter, das auf einem aktiven Vulkan installiert wurde. Es ermöglicht uns, den absoluten Wert der Erdbeschleunigung, d. h. der Beschleunigung, die ein Körper im freien Fall erfährt, präzise zu bestimmen. Die Leistung des AQG während der ersten Tage der kontinuierlichen Erfassung", fährt der Forscher fort, „„Die Ergebnisse waren trotz der starken vulkanischen Erschütterungen am Installationsort besser als erwartet. Auf der Grundlage der bisher erfassten Daten können wir Schwerkraftänderungen mit Amplituden im Mikrogalbereich feststellen, die sich über Zeiträume von wenigen Stunden bis zu mehreren Monaten oder Jahren entwickeln.“
„Zur Bereitstellung der für den Dauerbetrieb des Instruments erforderlichen Energie“, fügen Alfio Messina und Danilo Contrafatto, Techniker von INGV, hinzu, Da im Pizzi-Deneri-Observatorium kein Netzstrom verfügbar ist, wurde ein System entwickelt, das auf Solarmodulen und einem Dieselgenerator basiert. Dieses System verwendet ein ausgeklügeltes Steuermodul zur Verwaltung der Energiequellen und des Speichersystems. Zum zweiten Mal., schließt Carbone, „Bei Ena kommt es nach der Installation von drei hochpräzisen Gravimetern (supraleitenden Geräten) zwischen 2014 und 2016 zu einer bahnbrechenden Anwendung der Gravimetrie.“
Die von den Gravimetern in kontinuierlicher Erfassung erzeugten Daten ermöglichen die Integration und Vervollständigung der Informationen, die das permanente multiparametrische Netzwerk des Ätna liefert, das hauptsächlich zur Echtzeitbewertung von Änderungen des Aktivitätszustands des Vulkans verwendet wird.
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Foto 1 – Eine der Kuppeln des vulkanologischen Observatoriums Pizzi Deneri. Im Hintergrund die Gipfelkrater des Ätna.
Foto 1 – Eine der Kuppeln des vulkanologischen Observatoriums Pizzi Deneri. Im Hintergrund die Gipfelkrater des Ätna.
Foto 2 – Einige Mitglieder des INGV-Muquans-Teams und im Vordergrund das AQG-Gravimeter. Im Hintergrund die Gipfelkrater des Ätna, gesehen vom Platz vor dem Pizzi Deneri-Observatorium.
Foto 2 – Einige Mitglieder des INGV-Muquans-Teams und im Vordergrund das AQG-Gravimeter. Im Hintergrund die Gipfelkrater des Ätna, wie sie vom Vorplatz vor dem Pizzi Deneri-Observatorium aus erscheinen.