Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Offbeat

Kristal dapat membantu mengungkap perilaku Gunung Berapi Kilauea yang tersembunyi – ScienceDaily


Para ilmuwan berusaha untuk memahami bagaimana dan kapan gunung berapi bisa meletus menghadapi tantangan: banyak proses terjadi jauh di bawah tanah dalam tabung lava yang berputar dengan Bumi cair yang berbahaya. Saat letusan, penanda di bawah tanah yang bisa memberikan petunjuk yang mengarah ke ledakan sering kali dihancurkan.

Tetapi dengan memanfaatkan pengamatan kristal kecil mineral olivin yang terbentuk selama letusan dahsyat yang terjadi di Hawaii lebih dari setengah abad yang lalu, para peneliti Universitas Stanford telah menemukan cara untuk menguji model komputer aliran magma, yang menurut mereka dapat mengungkapkan wawasan baru. tentang letusan masa lalu dan mungkin membantu memprediksi letusan di masa depan.

“Kami benar-benar dapat menyimpulkan atribut kuantitatif aliran sebelum letusan dari data kristal ini dan mempelajari tentang proses yang menyebabkan letusan tanpa mengebor gunung berapi,” kata Jenny Suckale, asisten profesor geofisika di Stanford’s School of Earth, Energy. & Ilmu Lingkungan (Stanford Earth). “Bagi saya itu adalah Cawan Suci dalam vulkanologi.”

Kristal berukuran milimeter ditemukan terkubur dalam lava setelah letusan Gunung Kilauea tahun 1959 di Hawaii. Analisis kristal mengungkapkan bahwa mereka berorientasi pada pola yang aneh, tetapi secara mengejutkan konsisten, yang dihipotesiskan oleh para peneliti Stanford dibentuk oleh gelombang di dalam magma bawah permukaan yang mempengaruhi arah kristal dalam aliran. Mereka mensimulasikan proses fisik ini untuk pertama kalinya dalam sebuah penelitian yang diterbitkan Kemajuan Sains 4 Desember.

“Saya selalu memiliki kecurigaan bahwa kristal-kristal ini jauh lebih menarik dan penting daripada yang kita berikan pada mereka,” kata Suckale, penulis senior studi tersebut.

Pekerjaan detektif

Itu adalah pertemuan kebetulan yang mendorong Suckale untuk bertindak atas kecurigaannya. Dia mendapat wawasan saat mendengarkan presentasi mahasiswa pascasarjana Stanford tentang mikroplastik di lautan, di mana gelombang dapat menyebabkan partikel non-bola mengasumsikan pola misorientasi yang konsisten. Suckale merekrut pembicara, mahasiswa PhD saat itu, Michelle DiBenedetto, untuk melihat apakah teori tersebut dapat diterapkan pada orientasi kristal aneh dari Kilauea.

“Ini adalah hasil kerja detektif yang menghargai detail sebagai bukti terpenting,” kata Suckale.

Bersama dengan Zhipeng Qin, seorang ilmuwan peneliti di bidang geofisika, tim tersebut menganalisis kristal dari scoria, batuan berpori gelap yang terbentuk setelah magma mendingin yang mengandung gas terlarut. Ketika gunung berapi meletus, magma cair – yang dikenal sebagai lava setelah mencapai permukaan – dikejutkan oleh suhu atmosfer yang lebih dingin, dengan cepat menjebak kristal dan gelembung olivin yang terjadi secara alami. Prosesnya terjadi begitu cepat sehingga kristal tidak bisa tumbuh, secara efektif menangkap apa yang terjadi selama letusan.

Simulasi baru ini didasarkan pada orientasi kristal dari Kilauea Iki, sebuah lubang kawah di sebelah kaldera puncak utama Gunung Api Kilauea. Ini memberikan dasar untuk memahami aliran saluran Kilauea, saluran tubular di mana magma panas di bawah tanah naik ke permukaan bumi. Karena scoria dapat terlempar beberapa ratus kaki dari gunung berapi, sampel ini relatif mudah dikumpulkan. “Sangat menarik bahwa kita dapat menggunakan proses berskala sangat kecil ini untuk memahami sistem yang sangat besar ini,” kata DiBenedetto, penulis utama studi tersebut, yang sekarang menjadi sarjana postdoctoral di Woods Hole Oceanographic Institution.

Menangkap gelombang

Agar tetap cair, material di dalam gunung berapi harus terus bergerak. Analisis tim menunjukkan kesejajaran kristal yang aneh disebabkan oleh magma yang bergerak dalam dua arah sekaligus, dengan satu aliran langsung di atas yang lain, daripada mengalir melalui saluran dalam satu aliran yang tetap. Para peneliti sebelumnya berspekulasi ini bisa terjadi, tetapi kurangnya akses langsung ke saluran cair menghalangi bukti konklusif, menurut Suckale.

“Data ini penting untuk memajukan penelitian masa depan kami tentang bahaya ini karena jika saya dapat mengukur gelombang, saya dapat membatasi aliran magma – dan kristal ini memungkinkan saya untuk mencapai gelombang itu,” kata Suckale.

Memantau Kilauea dari perspektif bahaya merupakan tantangan yang terus berlangsung karena letusan gunung berapi aktif yang tidak dapat diprediksi. Alih-alih membocorkan lava secara terus menerus, justru terjadi semburan berkala yang mengakibatkan aliran lava yang membahayakan penduduk di sisi tenggara Pulau Besar Hawaii.

Pelacakan misorientasi kristal di seluruh tahapan berbeda dari letusan Kilauea di masa depan dapat memungkinkan para ilmuwan untuk menyimpulkan kondisi aliran saluran dari waktu ke waktu, kata para peneliti.

“Tidak ada yang tahu kapan episode berikutnya akan dimulai atau seberapa buruk itu akan terjadi – dan itu semua bergantung pada detail dinamika saluran,” kata Suckale.

Suckale juga seorang rekan, dengan hormat, dari Stanford Woods Institute for the Environment, seorang asisten profesor, dengan hormat, di Teknik Sipil dan Lingkungan dan anggota dari Institut Stanford untuk Teknik Komputasi dan Matematika (ICME).

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Universitas Stanford. Asli ditulis oleh Danielle Torrent Tucker. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Hongkong Prize