科学家新发现：从太空观测树木叶片颜色变化预测火山活动

IT之家 5 月 25 日消息，科学家们发现了一种新的火山活动监测方法：通过观察火山附近树木的颜色变化来预测火山活动。目前，美国国家航空航天局（NASA）与史密森学会正携手合作，利用卫星图像从太空追踪这些变化，以期更早、更准确地发出火山预警。

火山喷发前，地下岩浆上升会释放出二氧化碳和二氧化硫等气体。树木吸收二氧化碳后，其叶片会变得更绿且更厚。研究人员借助 NASA 的陆地卫星 8 号（Landsat 8）拍摄的卫星图像，结合“空中验证统一实验：陆地到海洋”（AVUELO）项目中机载仪器的数据，来探测这种叶片变绿的现象。

NASA 埃姆斯研究中心地球科学部门负责人弗洛里安・施万德纳（Florian Schwandner）表示：“现有的火山早期预警系统虽然存在，但我们的目标是让它们更精准、更提前。”

据IT之家了解，火山喷发既危险又难以预测，全球约 10% 的人口生活在可能受火山影响的区域。靠近火山的居民面临着飞石、火山灰云和有毒气体的威胁，而距离较远的人也可能遭受火山引发的泥石流或海啸的侵袭。由于无法阻止火山喷发，因此提前预测火山活动对于保障安全至关重要。

从太空监测火山活动并非易事。科学家们可以追踪二氧化硫，因为其相对容易检测，但火山二氧化碳 —— 岩浆上升的最早迹象 —— 却难以测量。加拿大麦吉尔大学的火山学家罗伯特・博格（Robert Bogue）指出：“一座火山释放出少量可能预示喷发的二氧化碳，在卫星图像上是无法显现的。”

传统上，研究人员需要前往火山现场直接测量二氧化碳。然而，全球有超过 1300 座潜在活跃火山，其中许多位于偏远且难以到达的地方。通过观察树木的反应来监测火山活动，提供了一种更为简便的方法。博格表示：“整个想法就是找到一种可以替代直接测量二氧化碳的指标。”

休斯顿大学的火山学家尼科尔・吉恩（Nicole Guinn）利用陆地卫星 8 号、NASA 的“特拉”卫星（Terra）和欧洲航天局（ESA）的“哨兵-2”卫星（Sentinel-2）拍摄的图像，研究了意大利西西里岛埃特纳火山附近的树木。她的研究发现，树木叶片颜色与火山二氧化碳之间存在明确的联系。

为验证卫星图像的准确性，气候学家乔什・费舍尔（Josh Fisher）于 2025 年 3 月带领团队在哥斯达黎加的里孔德拉维耶哈火山附近进行了实地研究。他们测量了二氧化碳，并收集了树木叶片样本。费舍尔表示：“我们的研究是生态学与火山学之间双向跨学科的交叉。”

将树木作为火山活动的指示器也存在一些局限性。有些火山附近树木稀少，且天气和植物病害等环境因素也可能影响树木生长。然而，过去的成功案例已经展示了这种方法的潜力。

2017 年，科学家们在菲律宾的马荣火山升级了传感器，探测到即将喷发的迹象，并建议疏散居民。在 2018 年 1 月火山喷发前，超过 56000 人被安全转移。施万德纳指出：“火山发出的信号中没有一个是万能的，但这种方法可能会改变游戏规则。”