火山中的原位气体感应突破了界限

INFICON 在这项研究中具有得天独厚的优势，因为我们的气体检测技术专为应对半导体制造工厂的恶劣环境而设计。我们已经能够将我们的气体传感能力从工厂扩展到地球上的现场，甚至是太空。INFICON Transpector® MPH 质谱仪能够以极快的速度检测最低含量的气体，具有主要物种检测所需的质量范围，专为对性能要求极高的应用而设计，最近还完成了前往月球表面的历史性任务。

Diaz 博士应意大利国家地球物理和火山学研究所（INGV）的邀请，继续他在这座火山上的研究，这项研究始于 2018 年，当时他在一架多旋翼无人机上测试了 INFICON XPR 质谱仪和其他仪器，以确定埃特纳火山监测活动羽流排放的特征。他于 1995 年在明尼苏达大学攻读博士学位期间开始这项研究，开发微型和现场便携式气体传感仪器。其目标是将气体传感仪器与机器人技术相结合，推动科学发展，保护人类生命安全。

在最近的这次访问中，各小组对机器人上的气体传感有效载荷进行了工程演示，并在月球模拟场景中测试了空间目标技术（由于地形条件和挑战相似，埃特纳是美国国家航空航天局和欧洲航天局选定进行月球和行星测试的少数地点之一）。我们测试了几种 INFICON 仪器，包括质谱系统、电化学传感器、红外传感器和集成到现场便携式系统中的粒子传感器。测试在活跃的羽流、熔岩孔、火山口和熔岩管进行，使用了不同的平台：气球、机器人、无人机和手持便携式设备。

测试包括: 

• ARAMMIS（区域测绘、监测和原位气体传感自主机器人）是一个气体传感有效载荷，搭载在联邦理工学院机器人系统实验室的一个有腿机器人上。这是首次在活火山上完成这一任务。ARAMMIS 使用 INFICON Transpector MPH 四极杆质谱仪（与 2025 年 3 月登陆月球的质谱仪相同），装在一个小型便携式系统和防滚保护笼中，通过机器人的主计算机进行操作。
• HAPSITE Scout 原型是一个多气体传感和采样装置，与 HAPSITE CDT 配套使用，可手提、无人机或机器人操作。它可评估主要气体排放，并将样本收集到远程盒中，以便进一步进行深入的气相色谱/质谱分析。
• MAMBA（用于基线分析的多传感器大气监测）原型是一个用于气体和参数特征描述的小型传感包，是与 ETH Serenity FOCUS 项目合作开发的，该项目开发了 Serenity 滚动机器人，用于描述崎岖的类月球地形，如环形山和熔岩管。我们在 Grotta dei Lamponi 和 Cratère del Larghetto 对该系统进行了测试。
• 参与该项目的大学开发了气球和装有气体传感器的小型无人机。

地球上有很大一部分人口生活在活火山周围。通过 “倾听 ”火山通过气体泄漏检测和分析告诉我们的信息，我们能够更好地对火山发出的警告做出反应。我们通过测量气体收集到的数据越多，能够部署的系统越多，我们的预测能力就越强。

简而言之：通过将这种现场气体仪器与其他监测参数相结合，我们可以拯救生命，就像我们在另一个 INFICON 项目中改进地震预报一样。

火山爆发时，岩浆会上升到地球表面，释放出气体并产生压力，引发震颤（地震活动）和其他可测量的变化，然后就会爆发。

迪亚兹博士解释说，通过对气体进行现场测量，我们可以了解火山内部的情况。当新的岩浆填满岩浆室时，就会发生脱气，我们的气体感应仪器可以监测火山羽流或喷发区的气体浓度变化。通过监测这些变化，可以发现高喷发活动的触发因素或前兆。

埃特纳火山实地考察活动取得了成功，展示了机器人和无人机集成气体传感仪器和测量火山气体排放的能力，并将其作为火山监测的常规工具。通过使用这些工具，我们可以避免派人在喷发的火山附近进行危险的测量工作。

“迪亚兹博士说：”这是一项极其艰巨的任务，面临许多技术和实地挑战，但我们最终取得了成功，随着技术从原型到产品的成熟，我们将不断改进。迪亚兹博士说："这是一项集体成就，我们与研究同事合作，测试我们的最新技术、平台和传感器，以提高能力和数据获取能力，从而更好地了解原地火山监测。我希望它最终能在全球火山观测站的日常活动中得到实施。"

除了 INFICON 之外，以下团体也参加了此次会议： 卡塔尼亚、罗马和巴勒莫 INGV 研究小组，以及苏黎世联邦理工学院、卡塔尼亚大学、巴勒莫大学、比萨大学和哥斯达黎加大学的研究人员。

迪亚兹博士希望明年能再来继续这项重要的研究。INFICON 很荣幸成为原位气体传感的商业合作伙伴。