近日，美國地質調查局(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家探測到巖漿流動引起的重力場的細微變化。當測量火山活動地區的重力場時，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，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、連續地測量，并且不夠靈敏，無法探測到火山監測所需的微小變化。

基拉韋厄(Kīlauea)火山噴發，圖片來自美國地質調查局(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場，而且可以進行精確的、長期的連續測量。這也是夏威夷火山觀測站首次引入絕對量子重力儀。

在經常噴發的意大利埃特納火山(Mount Etna)北坡，已經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，但該儀器已經成功記錄了幾個月的高精度數據，幫助意大利改進火山災害報告和應急預案。

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，并進行連續測量的工作。

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