夏威夷火山觀測站：將啟用絕對量子重力儀探測火山地下活動

近日，美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)夏威夷火山觀測站(HVO)宣布將使用絕對量子重力儀(AQG)，幫助探測火山地下活動。

夏威夷火山觀測站(HVO)采用的絕對量子重力儀(AQG)，圖片來自HVO

在火山研究中，重力儀可以幫助科學(xué)家探測到巖漿流動引起的重力場的細微變化。當(dāng)測量火山活動地區(qū)的重力場時，更強的重力場通常意味著地表下有更多的巖漿。

目前重力儀主要分為兩種：相對重力儀和絕對重力儀。

相對重力儀是最常用的。相對重力儀包含一個連接在靈敏的垂直彈簧上的重物。重力會拉伸彈簧，拉伸的程度與測量的局部重力成正比。相對重力儀可以測量不同位置之間的重力差。

絕對重力儀則直接測量重力加速度。與相對重力儀不同，絕對重力儀不會受時間影響測量精度。自由落體式絕對重力儀較為常見，但大多體積龐大，不僅需要充足的電力供應(yīng)，而且不適合在惡劣的野外條件下使用，比如火山。而能夠攜帶的、體積較小的儀器無法進行長期、連續(xù)地測量，并且不夠靈敏，無法探測到火山監(jiān)測所需的微小變化。

基拉韋厄(Kīlauea)火山噴發(fā)，圖片來自美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)

此次，夏威夷火山觀測站采用的絕對量子重力儀克服了經(jīng)典自由落體式絕對重力儀的局限性。該儀器通過激光冷卻銣原子云，以此測量重力加速度，不僅體積很小，便于部署在活火山現(xiàn)場，而且可以進行精確的、長期的連續(xù)測量。這也是夏威夷火山觀測站首次引入絕對量子重力儀。

在經(jīng)常噴發(fā)的意大利埃特納火山(Mount Etna)北坡，已經(jīng)安裝有相同型號的絕對量子重力儀。盡管振動噪聲的水平較高，但該儀器已經(jīng)成功記錄了幾個月的高精度數(shù)據(jù)，幫助意大利改進火山災(zāi)害報告和應(yīng)急預(yù)案。

目前，夏威夷火山觀測站的絕對量子重力儀正在進行實驗測試和校準。最終，它將被長期部署在基拉韋厄(Kīlauea)火山山頂，并進行連續(xù)測量的工作。

關(guān)鍵詞：