После ужасного ущерба от цунами, вызванного землетрясением на Суматре в декабре 2004 года, ученые искали стратегии для предсказания будущих волн-убийц. Наземные станции в пределах нескольких тысяч километров от землетрясения могут фактически измерить свое перемещение, используя спутники GPS. Если они достаточно переехали, существует высокий риск цунами.
Ученые университета, использующие программное обеспечение Глобальной системы определения местоположения (GPS), разработанное Лабораторией реактивного движения НАСА, Пасадена, Калифорния, показали, что GPS может в течение нескольких минут определить, достаточно ли велико землетрясение, чтобы вызвать цунами в океане. Эта технология, финансируемая НАСА, может использоваться для более быстрого предупреждения о цунами.
Команда, возглавляемая доктором Джеффри Блевиттом из Невского бюро горно-геологической и сейсмологической лаборатории, Университет Невады, Рено, продемонстрировала, что истинный размер сильного землетрясения можно определить в течение 15 минут с использованием данных GPS. Это намного быстрее, чем это возможно при современных методах.
«Предупреждение о цунами - это гонка со временем», - сказал соавтор д-р Сет Штейн, Департамент геологических наук, Северо-западный университет, Эванстон, штат Иллинойс. выдавать оповещения. Это должно быть сделано достаточно быстро, чтобы предупреждение было распространено среди органов власти в пострадавших районах, чтобы они могли реализовать планы реагирования. Вместе с данными сейсмометра и океанических буев, GPS добавляет еще один инструмент, который может улучшить будущие оценки опасности цунами ».
«Мы всегда будем нуждаться в сейсмологии в качестве первого уровня оповещения о сильных землетрясениях, и нам понадобятся океанские буи, чтобы на самом деле почувствовать волны цунами», - добавил Блевитт. «Преимущество включения GPS в системы оповещения состоит в том, что он быстро сообщает, насколько сильно сдвинулось дно океана, и эта информация может непосредственно привести в движение модели цунами».
Новый метод, называемый смещением GPS, работает путем измерения времени поступления радиосигналов от спутников GPS на наземные станции, расположенные в нескольких тысячах километров от землетрясения. На основании этих данных ученые могут рассчитать, насколько далеко станции отошли из-за землетрясения. Затем они могут получить модель землетрясения и истинный размер землетрясения, называемый «моментной магнитудой». Эта величина напрямую связана с потенциалом землетрясения, способствующим возникновению цунами.
Как видно из магнитуды 9,2-9,3 балла на Суматре в декабре 2004 года, современные научные методы испытывают трудности с быстрым определением магнитуды момента для очень больших землетрясений. Это землетрясение было впервые оценено в 8,0 с использованием сейсмологических методов, разработанных для быстрого анализа. Поскольку эти методы получают оценки из первых сейсмических волн, которые они регистрируют, они имеют тенденцию недооценивать землетрясения, превышающие примерно 8,5. Это приблизительный размер, необходимый для генерации крупных цунами во всем океане. Первоначальная оценка была главной причиной, по которой центры предупреждения в Тихом океане значительно недооценили потенциал цунами в результате землетрясения.
Потенциал GPS, способствующий предупреждению о цунами, стал очевидным после землетрясения на Суматре. GPS-измерения показали, что землетрясение постоянно перемещало землю более чем на 1 сантиметр (0,4 дюйма) до Индии, на расстоянии около 2000 километров (1200 миль) от эпицентра. «С такими сигналами землетрясение, которое не может скрыть это огромное землетрясение», - сказал Блевитт. «Мы предположили, что если бы данные GPS могли быть проанализированы быстро и точно, они бы быстро указывали на истинный размер землетрясения и потенциал цунами».
Чтобы проверить осуществимость своего подхода, ученые использовали программное обеспечение НАСА для обработки данных определения местоположения для анализа данных с 38 станций GPS, расположенных на разных расстояниях от эпицентра землетрясения Суматры. Программное обеспечение определяет точное местоположение станции с точностью до 7 миллиметров (0,3 дюйма). Использовались только те данные, которые были доступны в течение 15 минут после землетрясения. Результаты показали, что большинство постоянных перемещений грунта произошло в течение нескольких минут после прибытия первых сейсмических волн. Их анализ вывел модель землетрясения и моментную магнитуду 9,0, очень близко к окончательному расчетному размеру землетрясения.
«Моделирование землетрясений с помощью GPS требует надежной способности в режиме реального времени прогнозировать, где спутники GPS находятся в космосе с точной точностью, что делает наше программное обеспечение», - сказал доктор Франк Уэбб, геолог JPL. «Этот метод ускоряет оценку истинных размеров сильных землетрясений и расширяет возможности моделирования цунами в реальном времени».
Результаты исследования опубликованы в Geophysical Research Letters.
JPL управляется для НАСА Калифорнийским технологическим институтом.
Первоисточник: пресс-релиз НАСА / JPL
