اختراقات تقنية بركانية: كيف ستغيّر أجهزة الرصد في عام 2025 توقعات الثوران (+ نظرة على السوق حتى عام 2030)

جدول المحتويات

ملخص تنفيذي ورؤى رئيسية للسوق (2025–2030)
أجهزة الرصد البركانية: مشهد التكنولوجيا وتطورها
حجم السوق، توقعات النمو، واتجاهات الاستثمار
الشركات المصنعة والمبتكرون الرائدون (مثل، kinemetrics.com، teledyne.com، seismo.com)
المستشعرات والطائرات بدون طيار والذكاء الاصطناعي: الجيل القادم من حلول المراقبة
دمج البيانات في الوقت الفعلي وتقنيات الاستشعار عن بُعد
النشر العالمي والإقليمي: المشاريع ودراسات الحالة والتعاونات
التحديات: موثوقية البيانات، البيئات القاسية، والتمويل
المعايير التنظيمية والمنظمات الصناعية (مثل، usgs.gov، iavcei.org)
نظرة مستقبلية: التقنيات الناشئة وفرص استراتيجية للفترة 2025–2030
المصادر والمراجع

ملخص تنفيذي ورؤى رئيسية للسوق (2025–2030)

من المتوقع أن يشهد المجال العالمي لأجهزة الرصد البركانية نموًا كبيرًا وتقدمًا تكنولوجيًا بين عامي 2025 و2030. يقود هذا التقدم الوعي المتزايد بالمخاطر البركانية، وزيادة استثمارات الحكومة العامة والمجتمع في الحد من المخاطر الناتجة عن الكوارث، والحاجة الملحة لتحسين أنظمة الإنذار المبكر في وجه التهديدات الجيوكيميائية الناتجة عن المناخ. الأزمات البركانية خلال 2021–2024، مثل تلك التي حدثت في لا بالما (إسبانيا) وماونا لوا (هاواي) وفويغو (غواتيمالا)، قد أكدت الطلب على شبكات مراقبة موثوقة وفي الوقت الفعلي. نتيجة لذلك، تقوم المراصد في جميع أنحاء العالم بتحديث البنية التحتية القديمة ونشر أجيال جديدة من أجهزة الاستشعار والمنصات البيانية.

ابتكار تكنولوجيا الاستشعار: من المتوقع أن يشهد 2025–2030 تكاملًا سريعًا لشبكات أجهزة الاستشعار متعددة المعايير، التي تجمع بين السيسمومترات ذات النطاق العريض، ونظام GNSS/GPS، وميكروفونات الفوق صوت، وكاشفات الغاز، والتصوير الحراري/البصري. تقوم شركات مثل Kinemetrics وNanometrics بتطوير أنظمة زلازل رقمية، بينما تستمر شركة Campbell Scientific في تطوير مسجلات بيانات قوية وأجهزة استشعار بيئية مصممة للبيئات البركانية القاسية.
الاستشعار عن بُعد والأنظمة غير المأهولة: يتسارع دمج الاستشعار عن بُعد بواسطة الأقمار الصناعية والمراقبة بواسطة الطائرات غير المأهولة. تستخدم منظمات مثل المؤسسة السميثسونية والمراصد الوطنية بيانات حرارية وغازية عالية الدقة من الأقمار الصناعية بشكل متزايد لتوقع الثوران وتقييم التأثير، من خلال الاستفادة من الشراكات مع مزودي الأقمار الصناعية ومصنعي الطائرات بدون طيار.
إدارة البيانات والذكاء الاصطناعي: إن اعتماد منصات المراقبة المعتمدة على السحابة، والحوسبة الطرفية، وتعلم الآلة لتحديد الأنماط يحدث ثورة في عمليات المراصد. يعمل مقدمو مثل Güralp Systems على دمج تقنيات القياس المتقدمة واكتشاف الأحداث الآلي، مما يسهل سير عمل الإخطار بالمخاطر.
المبادرات الإقليمية والعالمية: تؤدي التعاونات الدولية إلى زيادة الاستثمار في الأجهزة المشتركة ومعايير البيانات، كما يتضح من المؤسسات البحثية المدمجة للزلازل (IRIS) وتحالف EarthScope، الذي يدعم المبادرات الزلزالية والجيوفيزيائية التي تعود بالنفع على علم البركانية.

بالنظر إلى المستقبل، فإن توقعات السوق تتشكل من خلال زيادة التمويل للاستعداد للكوارث، والدورات السريعة للتكنولوجيا، والحاجة إلى حلول مراقبة مرنة ومستقلة. من المحتمل أن يؤدي ذلك إلى زيادة الطلب على مجموعات أدوات قياس قابلة للتعديل وقابلة للنمو وتحليلات متكاملة، مما يضع الشركات المصنعة الراسخة ومقدمي التكنولوجيا الناشئة في موضع نمو قوي حتى عام 2030.

أجهزة الرصد البركانية: مشهد التكنولوجيا وتطورها

بينما تواجه المراصد البركانية في جميع أنحاء العالم طلبات متزايدة لمراقبة المخاطر في الوقت الفعلي والإنذار المبكر، تتطور تكنولوجيا الأجهزة بشكل سريع. في عام 2025، يتم تعريف المشهد من خلال دمج أجهزة الاستشعار الجيوفيزيائية التقليدية — مثل السيسمومترات ذات النطاق العريض، والشبكات الصوتية، وشبكات تشوّه الأرض — مع منصات جديدة رقمية ومستقلة وقابلة للرصد عن بُعد. تظل الأجهزة الأساسية مركزة على الشبكات الزلزالية، مع تقديم شركات مثل Kinemetrics وNanometrics أنظمة زلازل متينة وعالية الحساسية مصممة للبيئات البركانية القاسية. يتم توصيلها بتواتر مع محطات GNSS/GPS من موردين مثل Trimble وLeica Geosystems لتتبع تشوه الأرض الذي يشير إلى حركة الصهارة.

الاتجاه الرئيسي لعام 2025 هو الاستخدام الموسع لكاشفات الغاز المتعددة وكاشفات SO₂ لمراقبة انبعاثات الغاز البركاني، والتي تعتبر مؤشرات رئيسية للثوران. يتم نشر أجهزة من Campbell Scientific وThermo Fisher Scientific في شبكات استشعار آلية، قادرة على نقل البيانات عبر الأقمار الصناعية أو شبكات الهواتف المحمولة للتحليل في الوقت القريب. غالبًا ما تشمل هذه الأنظمة محطات للأرصاد الجوية لتوفير سياق، حيث يمكن أن تؤثر ظروف الطقس بشكل كبير على انتشار الغاز وقراءات الأجهزة.

إن اعتماد الاستشعار عن بُعد والاستخدام المستقل يتسارع. يتم استخدام الطائرات غير المأهولة (UAVs) المجهزة بمستشعرات طيفية خفيفة الوزن وكاميرات حرارية، المقدمة من DJI وFLIR Systems، بشكل متزايد للوصول إلى مواقع خطرة أو غير قابلة للوصول، مما يوفر صورًا عالية الدقة وقياسات الغاز. يتم تكملة ذلك بواسطة الرصد القائم على الأقمار الصناعية، مع بيانات من أسراب تديرها منظمات مثل وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) وناسا تدعم بشكل مباشر سير العمل في المراصد.

تتطور أيضًا منصات دمج البيانات. تدعم الحلول المصدر المفتوح والمملوكة، مثل تلك المقدمة من GEOFON (SeisComP)، دمج تدفقات البيانات متعددة المستشعرات، مما يحسن توقعات الثوران وتقييم المخاطر. من المتوقع أن تجلب السنوات القليلة المقبلة تحسينات في الحوسبة الطرفية — حيث تتم معالجة البيانات بالقرب من نقطة الجمع — لتقليل التأخير وتمكين التحليلات المتقدمة، مثل اكتشاف الأحداث المبنية على تعلم الآلة، مباشرة في الموقع.

نظرًا إلى المستقبل، ستتسم تطورات أجهزة الرصد البركانية باستقلالية أكبر، ومرونة أكبر في الشبكات، ودمج وثيق بين تقنيات استشعار وإدارة البيانات. هذه التقدمات حاسمة حيث تواجه المراصد تزايد تردد الثورات، وزيادة تعرض السكان الحضريين، وزيادة تعقد المخاطر البركانية.

حجم السوق، توقعات النمو، واتجاهات الاستثمار

من المتوقع أن يشهد السوق العالمي لأجهزة الرصد البركانية نموًا ثابتًا حتى عام 2025 وما بعده، مدفوعًا بزيادة الوعي بالمخاطر البركانية، وتقدم تكنولوجيا المستشعرات، وزيادة الاستثمار العام والحكومي في الحد من مخاطر الكوارث. اعتبارًا من عام 2025، تشمل مجموعة أدوات قياس البركان أجهزة السيسمومترات، والشبكات الصوتية، ومحطات GNSS/GPS، وكاشفات الغاز، والكاميرات الحرارية، ومنصات الاستشعار عن بعد التي تعتمد على الطائرات بدون طيار. يقوم الطلب على هذه الأجهزة على توسيع المراصد الحالية وإنشاء شبكات مراقبة جديدة، خاصة في المناطق النشطة بركانيًا في منطقة آسيا والمحيط الهادئ وأمريكا اللاتينية وأفريقيا.

تستمر الشركات الرئيسية مثل Kinemetrics وNanometrics وGüralp Systems في الابتكار من خلال تصميم محطات زلازل متينة منخفضة الطاقة وحلول رصد متعددة المعايير مصممة للبيئات البركانية القاسية. في 2024–2025، أفادت شركة Seismic Source Company وTeledyne FLIR بزيادة العقود مع خدمات الجيولوجيا الوطنية والمؤسسات البحثية لنشر أنظمة الكشف عن الغاز والحرارة من الجيل التالي. ومن الجدير بالذكر أن Gasmet Technologies وSpectronus قد قدما كاشفات غاز محمولة ومستقلة قادرة على قياس تدفق SO₂ وCO₂ تقريبًا في الوقت الفعلي، وهو قدرة حاسمة لتوقع الثورات.

توجهات دولية، مثل برنامج المساعدة في كوارث البراكين (VDAP) ونموذج البراكين العالمي (GVM)، تضخ التمويل والدعم التقني لترقية بنية المراصد في البيئات ذات الموارد المحدودة، مما يسهم في توسيع السوق بشكل قوي وتحقيق مستوى تكنولوجي أكثر توازنًا. إن تنفيذ أنظمة إدارة البيانات القائمة على السحابة — التي تقدمها شركات مثل Eagle.io — يسهل تبادل البيانات عبر المراصد، مما يعزز الطلب على الأجهزة والبرمجيات المتوافقة.

بالنظر إلى السنوات القليلة القادمة، من المتوقع أن يستفيد السوق من زيادة دمج الذكاء الاصطناعي وتعلم الآلة لاكتشاف الآثار التمهيدية للثوران والنشاط الشاذ، مما يقتضي تدفقات بيانات متعددة النماذج ذات تردد أعلى من المستشعرات الموزعة. من المتوقع أيضًا أن ترتفع الاستثمارات في حلول الاستشعار عن بعد المعتمدة على الطائرات بدون طيار والأقمار الصناعية، مع تقدم شركات مثل senseFly (مجموعة Parrot) بأحمال جوية للطائرات بدون طيار مخصصة لرسم الخرائط الغازية والحرارية البركانية. بشكل جماعي، تعد هذه الاتجاهات بوضع سوق أجهزة الرصد البركانية لنمو محسوب ومستمر، مدعومًا بالابتكارات التكنولوجية والضرورة لتحسين السلامة العامة.

الشركات المصنعة والمبتكرون الرائدون (مثل، kinemetrics.com، teledyne.com، seismo.com)

مع استمرار تطور أجهزة رصد البركانية، تقوم عدد من الشركات المصنعة الرائدة والمبتكرين بتشكيل المجال من خلال تطوير ونشر أنظمة مراقبة متقدمة. مع دخول عام 2025، لا يزال التركيز منصبًا على دمج شبكات الزلازل عالية الدقة، والجيوديسية، وأجهزة الاستشعار متعددة المعايير، مما يعزز دقة البيانات، والاتصال في الوقت الفعلي، والمتانة في البيئات البركانية القاسية.

حلول المراقبة الزلزالية
تشكل المراقبة الزلزالية عنصرًا أساسيًا ضمن أجهزة رصد البركان، وقد شهدت تقدمًا كبيرًا من الشركات مثل Kinemetrics. يتم اعتماد أدواتهم الحديثة، مثل أجهزة تسجيل الزلازل OBSIDIAN وEtna الرقمية، على نطاق واسع في مراصد البراكين عالميًا للكشف عن الزلازل وتحليلها في الوقت الفعلي. بالمثل، تستمر شركات معدات الزلازل في تقديم سيسمومترات ذات نطاق عريض ومسرعات حركة قوية مصممة لشبكات مراقبة البراكين، مع التركيز على المتانة والأداء منخفض الضوضاء.

الاستشعار متعدد المعايير والدمج
إلى جانب البيانات الزلزالية، فإن دمج مستشعرات انبعاث الغاز وكاميرات الحرارة والأجهزة الجيوديسية أمر حيوي للرصد الشامل. تبرز Teledyne Technologies Incorporated بحلولها المتقدمة لتصوير الحرارة وكشف الغاز، التي تم دمجها في شبكات المراصد لمراقبة fumarole والدخان بشكل مستمر. بالإضافة إلى ذلك، تقدم Campbell Scientific Inc. مسجلات بيانات متينة ومنصات دمج متعددة المستشعرات التي تسهل القياسات المتزامنة للزلازل، وتدفق الغاز، وتشوه الأرض.

نقل البيانات في الوقت الفعلي وتحليلات قائمة على السحابة
تدفع الحاجة إلى الوصول إلى البيانات في الوقت الفعلي الابتكارات في القياس السريع ودمج السحابة. قد وسعت Nanometrics Inc. محفظتها بحلول معالجة البيانات الزلزالية في الوقت الفعلي وأنظمة إدارة البيانات المعتمدة على السحابة، مما يدعم الكشف السريع عن الأحداث والاستجابة. بالمثل، تواصل Guralp Systems Ltd تقديم أدوات زلازل متينة منخفضة الطاقة مع قياس سريع للمخاطر لمراصد البراكين البعيدة.

توقعات لعام 2025 وما بعده
من المتوقع أن تجلب السنوات القليلة المقبلة مزيدًا من تصغير أجهزة الاستشعار، وزيادة استخدام التحليلات المدعومة بالذكاء الاصطناعي، وتبني أوسع لشبكات متعددة المعايير. تعطي الشركات الأولوية للتوافق، وضمان أن يمكن دمج الأجهزة الجديدة بسهولة ضمن الشبكات القائمة. تظهر أيضًا مشاريع تعاونية، مثل تلك التي تقودها Kinemetrics وTeledyne Technologies Incorporated، والتي تهدف إلى تطوير حلول جديدة لمراصد البركان لأغراض البحث العلمي والتقليل من المخاطر.

المستشعرات والطائرات بدون طيار والذكاء الاصطناعي: الجيل القادم من حلول المراقبة

يشهد حقل أجهزة رصد البركانية تحولًا سريعًا حيث تتقارب المستشعرات والطائرات بدون طيار والذكاء الاصطناعي (AI) لتوفير قدرات رصد غير مسبوقة. اعتبارًا من عام 2025، تقوم المراصد حول العالم بدمج شبكات كثيفة من المستشعرات متعددة المعايير، بما في ذلك سيسمومترات عالية الدقة، وميكروفونات فوق صوتية، وكاشفات الغاز، وكاميرات حرارية، لالتقاط البيانات في الوقت الفعلي حول الاضطرابات البركانية. على سبيل المثال، تقوم KELLER AG بتوفير مستشعرات ضغط قوية قادرة على اكتشاف التغييرات الطفيفة في انبعاثات الغاز البركانية والنشاط الحراري المائي، مما يساهم في أنظمة الإنذار المبكر.

تعد الطائرات غير المأهولة (UAVs)، أو الطائرات بدون طيار، ضرورية بشكل متزايد لجمع البيانات الجيوفيزيائية والجيochem пилный данных из опасных или недоступных зон. تقدم شركات مثل senseFly، وهي شركة رائدة في مجال الطائرات بدون طيار التجارية، منصات ذات جناح ثابت ومروحية مزودة بأحمال متعددة الأطياف، حرارية، ومستشعرات الغاز. تتيح هذه الطائرات تصوير fumaroles, بحيرات الفوهات, وتيارات الحمم البركانية, مما يوفر صورًا عالية الدقة وقياسات جوية دون تعريض البشر للخطر. في عام 2024–2025، وسعت المراصد البركانية في آيسلندا وإندونيسيا وإيطاليا عملياتها المعتمدة على الطائرات بدون طيار لتغطية كل من المراقبة الروتينية والاستجابة السريعة بعد الأحداث الثورية.

تم تضمين الذكاء الاصطناعي والخوارزميات من تعلم الآلة الآن في أنظمة اكتساب البيانات لمعالجة التدفقات الكبيرة من بيانات المستشعرات التي يتم إنشاؤها في المراصد. يمكن لهذه الأنظمة اكتشاف الأنماط الشاذة تلقائيًا والتي تشير إلى احتمال حدوث انفجارات، مما يقلل من الإنذارات الكاذبة ويحسن أوقات الاستجابة. على سبيل المثال، تقوم SeismicAI بتطوير منصات مدفوعة بالذكاء الاصطناعي في الوقت الفعلي التي تدمج البيانات الزلزالية، والصوتية، وبيانات الأقمار الصناعية، مما يتيح الإنذار المبكر الآلي وتقييم المخاطر في البراكين النشطة. من المتوقع أن تتسارع اعتماد هذه الأنظمة حتى عام 2025 وما بعده حيث تسعى المراصد للتعامل مع كميات البيانات المتزايدة وتعزيز الدقة التنبؤية.

بصورة عامة، يبدو أن السنوات القليلة المقبلة ستشهد مزيدًا من التصغير والمتانة في تكنولوجيا المستشعرات، وتحسين عمر البطارية وبروتوكولات الاتصال للطائرات بدون طيار، وزيادة التوافق بين تحليلات الذكاء الاصطناعي وأجهزة القياس الميدانية. من المتوقع أن تدفع المشاريع التعاونية بين الشركات المصنعة للمعدات، والمعاهد البحثية، والوكالات الجيولوجية الوطنية نشر مجموعات المستشعرات متعددة المستشعرات ومجموعات المراقبة المدفوعة بالذكاء الاصطناعي في البراكين ذات الخطر العالي على مستوى العالم. هذه التقدمات لا تحسين التوقعات للثوران فحسب، بل تساهم أيضًا في حماية المجتمعات التي تعيش في مناطق بركانية.

دمج البيانات في الوقت الفعلي وتقنيات الاستشعار عن بُعد

يُعيد دمج تقنيات الاستشعار عن بُعد وهياكل استحواذ البيانات في الوقت الفعلي تعريف أجهزة رصد البركانية حيث ننتقل خلال عام 2025 وما بعده. أصبحت الشبكات المتقدمة من المستشعرات الآن معيارًا في المراصد الكبرى، المقدمة لتدفقات مستمرة من البيانات الزلزالية، والجيوديسية، والغازية، والحرارية. تتيح هذه الأنظمة، مثل الشبكات المكونة من مستشعرات متعددة المعايير التي قدمتها Kinemetrics وNanometrics، الكشف المبكر عن النشاط البركاني التحذيري وتقييم المخاطر بسرعة.

يتم الاستفادة من الاستشعار عن بُعد بشكل متزايد للرصد القائم على الأرض والأقمار الصناعية. تتيح أدوات مثل الكاميرات الحرارية تحت الحمراء، والمSpectrometers، وأنظمة LIDAR للمراصد التقاط بيانات حيوية حول التغيرات في درجة حرارة السطح، وديناميات سحب الرماد، وتشوه التضاريس. على سبيل المثال، تُستخدم كاميرات التصوير الحراري Teledyne FLIR على نطاق واسع لمراقبة fumaroles، وتيارات الحمم، والأعمدة الثورية في الوقت الفعلي. في الوقت نفسه، توفر المهام الفضائية، مثل التي تديرها وكالة الفضاء الأوروبية (ESA)، بما في ذلك سلسلة أقمار Copernicus Sentinel، ملاحظات عالمية عالية التردد حول المناطق البركانية باستخدام الرادار وتقنيات التصوير المتعدد الأطياف.

الاتجاه الرئيسي لعام 2025 هو دمج تدفقات البيانات غير المتجانسة في منصات موحدة للتحليل ودعم القرار. تتيح الحلول المعتمدة على السحابة، مثل منصة NASA Earthdata، للمراصد الوصول إلى البيانات الواردة ومعالجتها ودمجها في الزمن القريب، مما يدعم الاستجابة السريعة وتدابير السلامة العامة. يتم أيضًا اعتماد الحوسبة الطرفية لمعالجة البيانات محليًا في المواقع النائية، مما يقلل من زمن الاستجابة ويضمن استمرارية التنبيهات الحيوية حتى أثناء انقطاع الاتصال.

تتطور بنية نقل البيانات، مع الروابط عبر الأقمار الاصطناعية — التي تقدمها مزودات مثل Iridium Communications — مما يتيح تدفق البيانات المستمر من البراكين التي يصعب الوصول إليها إلى المراصد المركزية. تُستخدم الطائرات بدون طيار المجهزة بمستشعرات الغاز والكاميرات البصرية/الحرارية، مثل تلك التي تنتجها DJI، الآن بشكل روتيني للمراقبة القريبة، وخاصة في البيئات الخطرة أو المتغيرة بسرعة.

بالنظر إلى المستقبل، يتوقع القطاع المزيد من دمج الذكاء الاصطناعي وخوارزميات تعلم الآلة في سير العمل بالمراصد، مما يعزز التعرف على الأنماط وقدرات التنبؤ بالثوران. من المتوقع أن تدفع المشاريع التعاونية، مثل تلك التي تسهلها هيئة المسح الجيولوجي الأمريكي (USGS)، تطوير معايير البيانات المفتوحة والأنظمة القابلة للتشغيل المتبادل، مما يعزز التعاون الدولي وزيادة المرونة في مراقبة مخاطر البراكين.

النشر العالمي والإقليمي: المشاريع ودراسات الحالة والتعاونات

تتسارع عملية نشر الأجهزة المتقدمة في المراصد البركانية على نطاق عالمي، مدفوعة بالتزايد المهدد بالمخاطر البركانية وتقدم تقنية أجهزة الاستشعار. في عام 2025 وما بعده، توسع عدة مشاريع وتعاونات كبيرة مدى وسرعة الشبكات المراقبة.

في الولايات المتحدة، تواصل هيئة المسح الجيولوجي الأمريكي (USGS) تعزيز برنامج مخاطر البراكين الخاص بها، والذي يتضمن شبكة من المراصد مثل مراصد بركان هاواي (HVO) ومراصد بركان ألاسكا (AVO). تركز عمليات النشر الأخيرة على إدماج سيسمومترات ذات النطاق العريض، والشبكات الصوتية، ومجسات الغاز لتحسين التوقعات الزلزالية في الوقت الفعلي. تتعاون USGS أيضًا مع وكالات دولية لمشاركة معايير الأجهزة وتدفقات البيانات، وبشكل خاص من خلال شبكة المؤسسات البحثية المدمجة للزلازل (IRIS)، التي يتم دمجها ضمن تحالف EarthScope.

في أوروبا، تدعم البنية التحتية الأوروبية الشبكية (EGI) ونظام مراقبة الصفائح الأوروبية (EPOS) المبادرات العابرة للحدود في أجهزة الاستشعار البركانية. تشمل هذه الجهود نشر شبكات سيسموجرافية وجيوديسية كثيفة عبر المناطق النشطة مثل كامبانيا في إيطاليا ونصف جزيرة ريكيانيس في آيسلندا. يقوم EPOS حاليًا بتجريب دمج بيانات InSAR القائم على الأقمار الاصطناعية مع أنظمة GNSS وكاشفات الغاز الأرضية، مما يمكّن من التقييم الأكثر شمولًا للمخاطر في الوقت القريب.

في اليابان، تقوم الوكالة اليابانية للأرصاد الجوية (JMA) بتوسيع الشبكة الوطنية لمراقبة البراكين استجابةً لثورانات حديثة. تقوم الوكالة بنشر محطات متعددة المعايير جديدة تجمع بين كاميرات الحرارة، وكاشفات SO₂ فوق البنفسجية، ومستقبلات GNSS المستمرة في البراكين ذات المخاطر العالية. تُكمل هذه الجهود التعاون مع المؤسسات الأكاديمية، مثل معهد بحوث الزلازل، جامعة طوكيو، الذي يطور تقنيات دمج البيانات في الوقت الفعلي للإنذار المبكر عن الثوران.

بالنظر إلى المستقبل، من المتوقع أن تتزايد التنسيق العالمي من خلال منظمات مثل برنامج البراكين العالمي (المؤسسة السميثسونية)، التي تجمع وتنسيق بيانات النشاط البركاني من المراصد حول العالم. سيؤدي التطور المستمر للأجهزة القابلة للنشر بسهولة — مثل تلك التي تقدمها Kinemetrics (محطات الزلازل المحمولة) وCampbell Scientific (مسجلات بيانات البيئة) — إلى تسهيل الاستجابة السريعة للأزمات البركانية وفتح طرق جديدة في المناطق التي كانت تحت المراقبة لفترة طويلة.

التحديات: موثوقية البيانات، البيئات القاسية، والتمويل

تستمر أجهزة الرصد البركانية في عام 2025 في التقدم، لكنها تواجه تحديات مستمرة تتعلق بموثوقية البيانات، والعمليات في البيئات القاسية، وتأمين التمويل المستدام. تؤثر هذه العقبات مباشرة على فعالية وطول عمر الشبكات المراقبة الحيوية للحد من المخاطر والفهم العلمي.

تتمثل أحد التحديات الرئيسية في ضمان موثوقية واستمرار البيانات من البيئات البركانية النائية والوعرة في كثير من الأحيان. يجب أن تتحمل أجهزة مثل السيسمومترات ذات النطاق العريض، والشبكات الصوتية، وكاشفات الغاز الظروف المناخية القاسية، والغازات البركانية المسببة للتآكل، وفي بعض الأحيان، التأثير المباشر من الأحداث الثورية. على سبيل المثال، تبرز هيئة المسح الجيولوجي الأمريكي (USGS) أن الرماد البركاني، والأمطار الحمضية، ودرجات الحرارة القصوى تضر كثيرًا بالمستشعرات والبنية التحتية للاتصالات، مما يتطلب بعثات صيانة متكررة تكون لوجستيا معقدة ومكلفة. بالمثل، تشير مركز الأبحاث الجيولوجية الألمانية GFZ إلى أن النشر طويل الأجل لأجهزة الاستشعار الجيوفيزيائية على البراكين النشطة يتطلب حلولًا مقاومة للماء، ومقاومة للصدمات، والطاقة المستقلة.

تتعرض موثوقية البيانات أيضًا للخطر بسبب الحاجة إلى النقل الفوري من المواقع النادرة. تستخدم الأنظمة الكهرومغناطيسية والفضائية، مثل التي تقدمها Campbell Scientific وTrimble، بشكل متزايد لإعادة البيانات، لكنها عرضة للتوقف بسبب الظروف الجوية، والاضطرابات البركانية، أو انقطاع التيار الكهربائي. تعتبر الأنظمة الاحتياطية والحوسبة الطرفية — حيث تتم معالجة البيانات الأولية في الجهاز ذاته — استراتيجيات ناشئة لتقليل فقد البيانات وتمكين التقييم السريع للمخاطر، لكنها تضيف تعقيدًا وتكلفة للتنفيذ.

يظل التمويل تحديًا نظاميًا. يتطلب صيانة وترقية الشبكات المراقبة استثمارات مستقرة. كما أفادت المؤسسات البحثية المدمجة للزلازل (IRIS)، تعمل العديد من المراصد بميزانيات محدودة، مما يؤدي إلى تأخير استبدال المعدات وتقليل التغطية. تتفاقم هذه الحالة في البلدان النامية، حيث تكون الشراكات الدولية مع منظمات مثل معمل الزلازل في كالتك أو مرصد الأرض في سنغافورة غالبًا أمرًا حيويًا لدعم الأجهزة ولكن قد تخضع أولويات التمويل المتغيرة.

بالنظر إلى المستقبل، يتطلب التعامل مع هذه التحديات ابتكارًا مستمرًا في أجهزة الاستشعار المتينة، وجمع الطاقة لمحطات الرصد البعيدة، وحلول نقل البيانات القابلة للتطبيق. سيكون التعاون بين الشركات المصنعة، والمعاهد البحثية، والهيئات الحكومية أمرًا أساسيًا للحفاظ على وتعزيز قدرات مراقبة البراكين في السنوات القادمة.

المعايير التنظيمية والمنظمات الصناعية (مثل، usgs.gov، iavcei.org)

في عام 2025 والمستقبل القريب، تواصل المعايير التنظيمية والمنظمات الصناعية لعب دور محوري في توجيه اختيار ونشر وتشغيل أجهزة الرصد البركانية. تظل هيئة المسح الجيولوجي الأمريكي (USGS) رائدة عالميًا في وضع وتحديث إرشادات تقنية لشبكات مراقبة البراكين، خصوصًا في إجراءات الزلازل والجيوديسية وأجهزة قياس الغاز. تركز بروتوكولات التشغيل لعام 2025 الخاصة بـUSGS على التشغيل البيني عبر منصات المستشعرات، والاحتياطية في شبكات المراقبة الحرجة، ومعايير البيانات الموحدة لتسهيل تبادل البيانات بسرعة مع وكالات إدارة الطوارئ والشركاء الدوليين.

تستمر الرابطة الدولية لعلم البراكين وكيمياء الأرض الداخلية (IAVCEI) في تنسيق مجموعة العمل لأفضل ممارسات المراصد البركانية، التي تركز في عام 2025 على مواءمة معايير الأجهزة على مستوى العالم. تشمل المبادرات التي تطلقها IAVCEI في السنوات القليلة المقبلة نشر إرشادات محدثة لنشر سيسمومترات ذات طاقة منخفضة عالية الموثوقية، وكاشفات غاز متعددة المكونات، مما يعكس انتشار القياسات في الوقت الفعلي والحوسبة المعتمدة على السحابة عبر المراصد العالمية.

على جانب تصنيع المعدات، تواصل الشركات الرائدة مثل Kinemetrics وTrimble العمل عن كثب مع كل من USGS وIAVCEI لضمان أن تلتزم أجهزتهم بالمتطلبات الصارمة التي وضعتها هذه المنظمات. على سبيل المثال، تقدم شركة Kinemetrics مسجلات بيانات من الجيل التالي وAccelerometers التي تتوافق مع معايير USGS للمراقبة الزلزالية المستمرة وعالية الدقة، بينما يتم دمج مستقبلات GNSS الخاصة بـTrimble في محطات متعددة المعايير بما يتوافق مع توجيهات IAVCEI حول قوة الشبكة الجيوديسية.

بالنظر إلى المستقبل، تتحول المعايير التنظيمية نحو اعتماد منصات أكثر وحدوية وقابلة للتوسيع، مما يسمح للمراصد بالاستجابة بسرعة أكبر للأزمات البركانية وتوسيع قدراتها على المراقبة عند الحاجة. من المتوقع أن تطلق كل من USGS وIAVCEI أطرًا جديدة بحلول عام 2026 تؤكد على بنى البيانات المفتوحة، والأمن السيبراني، والاستدامة — بما يضمن استقلال الطاقة لتثبيت المستشعرات عن بُعد. من المتوقع أن تمكّن هذه المعايير المتطورة من التعاون الدولي الأكثر فاعلية وتبادل البيانات، خاصة مع توسيع شبكات المراصد البركانية في المناطق النامية بدعم من الشركاء العالميين.

بشكل عام، فإن المشهد التنظيمي في أجهزة رصد البراكين يتحرك نحو مزيد من التوحيد والتشغيل المتبادل والمرونة، مدعومًا بالتعاون المستمر بين الهيئات التنظيمية، والمنظمات الصناعية، ومصنعي التكنولوجيا.

نظرة مستقبلية: التقنيات الناشئة وفرص استراتيجية للفترة 2025–2030

بالنظر إلى 2025 وما بعدها، فإن أجهزة رصد البراكين تتجه نحو تحول كبير، مدفوعة بتقدمات في تصغير المستشعرات، والاستشعار عن بُعد، والذكاء الاصطناعي (AI)، ودمج البيانات عبر التخصصات المختلفة. من المتوقع أن تعزز هذه التطورات من المراقبة في الوقت الفعلي، والإنذار المب早، وقدرات تقليل المخاطر في البراكين النشطة حول العالم.

من الاتجاهات الرئيسية هو نشر شبكات مستشعرات متعددة المعايير من الجيل التالي. يتم استخدام مستشعرات الزلازل، والفوق صوت، والغاز ذات الكفاءة العالية والطاقة المنخفضة — مثل تلك التي طورتها KISTERS — بشكل متزايد في الشبكات الكثيفة، مما يوفر بيانات زمنية ومكانية عالية الدقة. تتيح هذه الشبكات الكشف السريع عن التغيرات الطفيفة في النشاط البركاني، مثل حركة الصهارة أو انبعاثات الغاز، مما يمكّن من تنبؤات أكثر دقة للثوران.

تستمر الاستشعار عن بُعد عبر الأقمار الصناعية في التطور، مع تعزيز المهمات الجديدة للرصد العالمي لنقاط الضغط البركانية، وسحب الرماد، وتشوه الأرض. ستقدم وكالة الفضاء الأوروبية أقمار Sentinel-1 وأقمار الجيل التالي Sentinel-1 صور رادارية أكثر تكرارًا ودقة، مما يدعم تحليل تشوه الأرض وأنظمة الإنذار المبكر من خلال تقنيات الرادار (InSAR).

تستفيد المراصد بشكل متزايد من الذكاء الاصطناعي وتعلم الآلة للكشف التلقائي عن الشذوذ ودمج البيانات. تقوم شركات مثل EarthScope Consortium بإدماج خوارزميات تعلم الآلة في تدفقات البيانات البركانية، مما يسرع تحديد المؤشرات التحذيرية للثوران ويقلل من الإنذارات الكاذبة. ومن المتوقع أن تشتد هذه الاتجاهات مع زيادة قدرات الحوسبة وتوفر مجموعات بيانات مزيدة بالتوازي.

تنشأ أيضًا فرص استراتيجية من دمج مراقبة البراكين مع أطر تقليل مخاطر الكوارث الأوسع نطاقًا. تتيح للبنى المعتمدة على السحابة، مثل تلك التي تقدمها Güralp Systems، للمراصد مشاركة البيانات في الوقت الفعلي مع مديري الطوارئ والمجتمع العلمي، مما يسهل الاستجابات المنسقة والتقييمات الطويلة الأجل للمخاطر.

فيما يتعلق بعام 2030، من المتوقع أن تزداد اعتماد الأنظمة المستقلة للطائرات بدون طيار والروبوتات لمراقبة المناطق الخطرة. تقوم مصنعي مثل senseFly بتطوير طائرات قادرة على جمع عينات الغاز، وتصوير حراري، وبيانات تفصيلية جغرافية في بيئات تعتبر خطير جدًا للوصول البشري.

بشكل عام، فإن نظرة السوق لأجهزة رصد البراكين تتميز بالابتكار السريع واندماج تكنولوجيا المستشعرات والبيانات والاتصالات. ستمنح هذه التطورات العلماء والجهات المعنية إنذارات مبكرة وتحسينات أكثر موثوقية للتنبؤ، وزيادة المرونة في مواجهة المخاطر البركانية حول العالم.