Po siaubingo 2004 m. Gruodžio mėn. Žemės drebėjimo Sumatra sukeltos cunamio žalos, mokslininkai ieškojo strategijų, kaip numatyti būsimas žudikų bangas. Kelių tūkstančių kilometrų atstumu nuo žemės drebėjimo esančios antžeminės stotys iš tikrųjų gali išmatuoti jų poslinkius GPS palydovais. Jei jie pakankamai pajudės, yra didelė cunamio rizika.
Universiteto mokslininkai, naudodamiesi globalios padėties nustatymo sistemos (GPS) programine įranga, kurią sukūrė NASA reaktyvinio varymo laboratorija (Pasadena, Kalifornija), parodė, kad GPS per kelias minutes gali nustatyti, ar žemės drebėjimas yra pakankamai didelis, kad sukeltų cunamį visame vandenyne. Ši NASA finansuojama technologija gali būti naudojama greitesniems įspėjimams apie cunamį pateikti.
Geoffrey Blewitt iš Nevados kalnakasybos biuro ir Geologijos bei seismologinės laboratorijos, Nevados universiteto (Reno), vadovaujama komanda pademonstravo, kad tikrasis drebėjimo dydis gali būti nustatytas per 15 minučių naudojant GPS duomenis. Tai yra daug greičiau, nei įmanoma naudojant dabartinius metodus.
„Įspėjimas apie cunamį yra lenktynės su laiku“, - teigė bendraautorius dr. Sethas Steinas iš Šiaurės Vakarų universiteto Geologinių mokslų departamento, Evanstonas, Ill., Cunamiai keliauja reaktyviniu greičiu, todėl perspėjimo centrai per kelias minutes turi tiksliai nuspręsti, ar išduoti perspėjimus. Tai turi būti padaryta pakankamai greitai, kad įspėjimas būtų išplatintas valdžios institucijoms paveiktose vietose, kad jos galėtų įgyvendinti reagavimo planus. Kartu su seismometro ir vandenyno plūdurų duomenimis, GPS prideda dar vieną įrankį, kuris gali pagerinti būsimą cunamio pavojaus vertinimą. “
„Mums visada reikės seismologijos kaip pirmojo perspėjimo lygio dėl didelių žemės drebėjimų, ir mums prireiks vandenyno plūdurų, kad būtų galima pajusti cunamio bangas“, - pridūrė Blewitt. „GPS įtraukimo į perspėjimo sistemas pranašumas yra tas, kad greitai nurodoma, kiek judėjo vandenyno dugnas, ir ta informacija gali tiesiogiai paleisti cunamio modelius.“
Naujasis metodas, vadinamas GPS poslinkiu, veikia matuojant laiką, kai radijo signalai iš GPS palydovų pasiekia žemės stotis, esančias kelių tūkstančių kilometrų atstumu nuo drebėjimo. Remdamiesi šiais duomenimis, mokslininkai gali apskaičiuoti, kiek toli stotys judėjo dėl drebėjimo. Tada jie gali išvesti žemės drebėjimo modelį ir tikrąjį drebėjimo dydį, vadinamą jo „momento dydžiu“. Šis dydis yra tiesiogiai susijęs su žemės drebėjimo galimybe sukelti cunamius.
Kaip parodyta 2004 m. Gruodžio mėn. Sumatros drebėjimo 9,2–9,3 stiprumo, dabartiniams moksliniams metodams sunku greitai nustatyti labai didelių drebėjimų momentą. Pirmiausia šis drebėjimas buvo įvertintas 8,0, naudojant seismologinius metodus, skirtus greitam tyrimui. Kadangi šie metodai apskaičiuojami pagal pirmąsias seismines bangas, kurias jie užfiksuoja, jie linkę nuvertinti didesnius nei maždaug 8,5 drebėjimus. Tai yra apytikslis dydis, reikalingas pagrindiniams vandenyno cunamiams sugeneruoti. Pradinis įvertinimas buvo pagrindinė priežastis, dėl kurios Ramiojo vandenyno perspėjimo centrai labai nuvertino žemės drebėjimo cunamio potencialą.
GPS galimybė prisidėti prie įspėjimo apie cunamį paaiškėjo po Sumatros žemės drebėjimo. GPS matavimai parodė, kad drebėjimas žemę visam laikui išjudino daugiau nei 1 centimetru (0,4 colio) tolyn nuo Indijos, maždaug 2000 kilometrų (1200 mylių) atstumu nuo epicentro. „Tokiais garsiais signalais žemės drebėjimas negali slėptis“, - sakė Blewitt. „Mes iškėlėme hipotezę, kad jei GPS duomenis būtų galima greitai ir tiksliai išanalizuoti, jie greitai parodytų tikrąjį žemės drebėjimo dydį ir cunamio potencialą“.
Norėdami patikrinti savo požiūrio įgyvendinamumą, mokslininkai naudojo NASA palydovinės padėties nustatymo duomenų apdorojimo programinę įrangą, kad išanalizuotų duomenis iš 38 GPS stočių, esančių skirtingais atstumais nuo Sumatros drebėjimo epicentro. Programinė įranga tiksliai nustato stoties vietą per 7 milimetrus (0,3 colio). Buvo naudojami tik tie duomenys, kurie buvo gauti per 15 minučių nuo žemės drebėjimo. Rezultatai parodė, kad dauguma nuolatinių žemės poslinkių įvyko per kelias minutes nuo pirmųjų seisminių bangų pasirodymo. Jų analizė padarė išvadą apie žemės drebėjimo modelį ir 9,0 akimirkos stiprumą, labai artimą galutiniam žemės drebėjimo dydžiui.
„Norint modeliuoti žemės drebėjimus naudojant GPS, reikalingas tvirtas, realiu laiku galintis numatyti, kur GPS palydovai yra kosmose, tikslumas, o tai daro mūsų programinė įranga“, - teigė JPL geologas dr. Frank Webb. „Ši metodika leidžia greitai įvertinti tikrąjį didelių žemės drebėjimų dydį ir pagerina cunamio realiojo laiko modeliavimo galimybes“.
Tyrimo rezultatai paskelbti geofizinių tyrimų laiškuose.
JPL NASA valdo Kalifornijos technologijos institutas.
Originalus šaltinis: NASA / JPL žinių spauda
