Після жахливої шкоди від цунамі, спричиненої землетрусом на Суматрі у грудні 2004 року, вчені шукали стратегії, щоб прогнозувати майбутні хвилі вбивць. Наземні станції в межах кількох тисяч кілометрів від землетрусу можуть фактично виміряти їх переміщення за допомогою супутників GPS. Якщо вони переїхали достатньо, існує високий ризик виникнення цунамі.
Вчені університету, що використовують програмне забезпечення Глобальної системи позиціонування (GPS), розроблене лабораторією реактивного руху NASA, Пасадена, Каліфорнія, показали, що GPS може за лічені хвилини визначити, чи є землетрус достатньо великим, щоб генерувати цунамі в океані. Цю технологію, що фінансується НАСА, можна використовувати для швидшого попередження про цунамі.
Команда під керівництвом доктора Джеффрі Блевітта з бюро гірничо-геологічних і сейсмологічних лабораторій Невади, Університет Невади, Рено, продемонструвала, що справжній розмір великого землетрусу можна визначити протягом 15 хвилин за допомогою GPS-даних. Це набагато швидше, ніж це можливо при сучасних методах.
"Попередження про цунамі - це гонка з часом", - сказав співавтор доктор Сет Штейн, відділ геологічних наук Північно-Західного університету, Еванстон, штат Іллінойс. видавати сповіщення. Це потрібно зробити досить швидко, щоб попередження було розповсюджено властям у районах, що постраждали, щоб вони могли реалізовувати плани реагування. Разом із даними сейсмометра та океанських буїв GPS додає ще один інструмент, який може поліпшити майбутні оцінки небезпеки цунамі ».
"Нам завжди потрібна сейсмологія як перший рівень оповіщення про великі землетруси, і нам потрібні океанські буї, щоб насправді відчути хвилі цунамі", - додав Блевіт. "Перевага включення GPS в системи попередження полягає в тому, що він швидко повідомляє, наскільки перемістилося океанське дно, і що інформація може безпосередньо привести в рух моделі цунамі".
Новий метод, званий переміщенням GPS, працює за допомогою вимірювання часу, коли радіосигнали від GPS-супутників надходять на наземні станції, розташовані в межах кількох тисяч кілометрів від землетрусу. З цих даних вчені можуть обчислити, наскільки далеко рухалися станції через землетрус. Потім вони можуть отримати модель землетрусу та справжній розмір землетрусу, який називають його "моментною величиною". Ця величина безпосередньо пов'язана з потенціалом землетрусу для генерування цунамі.
Як проілюстровано магнітудою 9,2-9,3 Суматра в грудні 2004 року, сучасним науковим методам важко швидко визначити величину моменту для дуже великих землетрусів. Цей землетрус вперше оцінили в 8,0 за допомогою сейсмологічних методів, призначених для швидкого аналізу. Оскільки ці методи отримують оцінки з перших сейсмічних хвиль, які вони записують, вони, як правило, недооцінюють землетруси, більші за приблизно 8,5. Це приблизний розмір, необхідний для створення великих цунамі в океані. Початкова оцінка була основною причиною того, що центри попередження в Тихому океані значно занизили потенціал землетрусу щодо цунамі.
Потенціал GPS сприяти попередженню цунамі став очевидним після землетрусу на Суматрі. GPS-вимірювання показали, що землетрус назавжди перемістив землю на відстань більше 1 сантиметра (0,4 дюйма) до Індії, приблизно в 2 000 кілометрах від епіцентру. "За таких сигналів землетрус, який цей величезний не може приховати", - сказав Блевіт. "Ми висловлювали гіпотезу, що якщо дані GPS можна буде швидко та точно аналізувати, вони швидко вказують на справжній розмір землетрусу та потенціал цунамі".
Щоб перевірити можливість їх підходу, вчені використали супутникове програмне забезпечення для обробки даних НАСА для аналізу даних з 38 GPS станцій, розташованих на різних відстанях від епіцентру землетрусу Суматри. Програмне забезпечення визначає точне розташування станції в межах 7 міліметрів (0,3 дюйма). Були використані лише дані, які були доступні протягом 15 хвилин після землетрусу. Результати вказували на те, що більшість постійних переміщень на землю сталися протягом декількох хвилин після приходу перших сейсмічних хвиль. В результаті їх аналізу було встановлено модель землетрусу та моменту магнітуди 9,0, що знаходиться майже під кінцевим розрахунковим розміром землетрусу.
"Моделювання землетрусів за допомогою GPS вимагає надійної здатності в реальному часі передбачати, де розташовані супутники GPS з космосом з високою точністю, що робить наше програмне забезпечення", - сказав доктор Франк Вебб, геолог JPL. "Ця методика покращує швидку оцінку справжнього розміру великих землетрусів та вдосконалює можливості моделювання цунамі в реальному часі".
Результати дослідження опубліковані в геофізичних дослідницьких листах.
JPL управляє НАСА Каліфорнійським технологічним інститутом.
Оригінальне джерело: NASA / JPL News Release
