Fra en JPL-pressemelding.
NASA har gitt ut de første luftbårne radarbildene av deformasjonen i jordoverflaten forårsaket av et stort jordskjelv - størrelsesorden 7,2 temblor som berget Mexicos delstat Baja California og deler av det amerikanske sørvest 4. april 2010. Dataene viser at i det studerte området flyttet skjelvet Calexico, California, i en nedover og sørlig retning opp til 80 centimeter.
Et vitenskapsteam ved NASAs Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California, brukte den JPL-utviklede Uninhabited Aerial Vehicle Synthetic Aperture Radar (UAVSAR) for å måle overflatedeformasjon fra skjelvet. Radaren flyr i en høyde av 12,5 kilometer på et Gulfstream-III-fly fra NASAs Dryden Flight Research Center, Edwards, Calif.
Teamet brukte en teknikk som oppdager minuttendringer i avstanden mellom flyet og bakken over gjentatte, GPS-guidede flyvninger. Teamet kombinerte data fra flyvninger 21. oktober 2009 og 13. april 2010. De resulterende kartene kalles interferogrammer.
4. april 2010 var jordskjelvet El Mayor-Cucapah sentrert 52 kilometer sør-sørøst for Calexico, California, i det nordlige Baja California. Det skjedde langs et geologisk sammensatt segment av grensen mellom de nordamerikanske og stillehavs tektoniske platene. Skjelvet, regionens største på nesten 120 år, ble også kjent i Sør-California og deler av Nevada og Arizona. Den drepte to, såret hundrevis og forårsaket betydelig skade. Det har vært tusenvis av etterskjelv, som strekker seg fra nær den nordlige spissen av Gulf of California til noen mil nordvest for den amerikanske grensen. Området nordvest for hovedbruddet, langs utviklingen av Californias Elsinore-feil, har vært spesielt aktivt, og var stedet for en stor etterskjelv i størrelsesorden 5,7 14. juni.
UAVSAR har kartlagt Californias San Andreas og andre feil langs plategrensen fra nord for San Francisco til den meksikanske grensen hvert halvår siden våren 2009, på jakt etter bakkebevegelse og økt belastning langs feil. "Målet med den pågående studien er å forstå den relative faren til San Andreas og feil i vest som Elsinore og San Jacinto, og fange bakkeforskyvninger fra større skjelv," sa JPL-geofysiker Andrea Donnellan, hovedetterforsker for UAVSAR prosjekt for å kartlegge og vurdere seismisk fare i Sør-California.
Hver UAVSAR-flyging fungerer som en grunnlinje for påfølgende skjelveaktivitet. Teamet estimerer forskyvning for hver region, med målet å bestemme hvordan belastningen blir fordelt mellom feil. Når skjelv oppstår under prosjektet, vil teamet observere de tilhørende bakkebevegelsene og vurdere hvordan de kan omfordele belastningen til andre feil i nærheten, og potensielt få dem til å bryte. Data fra Baja-skjelvet blir integrert i JPLs QuakeSim avanserte datamaskinmodeller for bedre å forstå feilsystemene som brast og potensielle innvirkninger på feil i nærheten, som San Andreas, Elsinore og San Jacinto feil.
Én figur (figur 1) viser et UAVSAR interferogram skår som måler 110 x 20 kilometer (69 x 12,5 miles) lagt over toppen av et Google Earth-bilde. Hver fargede kontur eller utkant av interferogrammet representerer 11,9 centimeter (4,7 tommer) overflateforskyvning. Store feillinjer er markert med rødt, og nylige etterhokker er betegnet med gule, oransje og røde prikker.
Skjelvets maksimale bakkeforskyvninger på opptil 3 meter skjedde faktisk langt sør for der UAVSAR-målingene stopper ved den meksikanske grensen. Imidlertid ble disse forskyvningene målt av JPL-geofysiker Eric Fielding ved bruk av syntetisk blenderradarinterferometri fra europeiske og japanske satellitter og andre satellittbilder, og ved å kartlegge team på bakken.
Forskere jobber fortsatt med å bestemme den eksakte nordvestlige utstrekningen av hovedfeilbruddet, men det er tydelig at det kom innen 10 kilometer fra UAVSAR skåren, nær punktet der interferogrammefrontene konvergerer. "Fortsatte målinger av regionen skal fortelle oss om hovedfeilbruddet har beveget seg nordover over tid," sa Donnellan.
En forstørrelse av interferogrammet er vist i en annen figur (figur 2), med fokus på området der den største deformasjonen ble målt. Forstørrelsen, som dekker et område som måler 20 x 20 kilometer (12,5 x 12,5 miles), avslører mange små "kutt", eller diskontinuiteter, i utkanten. Disse er forårsaket av bakkebevegelser som strekker seg fra en centimeter til titalls centimeter (noen få centimeter) på små feil. "Geologer finner de utsøkte detaljene i de mange små feilbruddene som er ekstremt interessante og verdifulle for å forstå feilene som brast i 4. april skjelvet," sa Fielding. En annen figur, (figur 3), viser et nærbilde av området der størrelsen på 5,7 etterhakk slo til.
"UAVSARs enestående oppløsning gir forskere mulighet til å se fine detaljer om Baja-jordskjelvets feilsystem som er aktivert av hovedskjelvet og dets etterskjelv," sa UAVSAR rektor-etterforsker Scott Hensley fra JPL. "Slike detaljer er ikke synlige med andre sensorer."
UAVSAR er en del av NASAs pågående arbeid med å bruke rombaserte teknologier, bakkebaserte teknikker og komplekse datamodeller for å fremme vår forståelse av skjelv og skjelvingsprosesser. Radaren fløy over Hispaniola tidligere i år for å studere geologiske prosesser etter januar's ødeleggende Haiti skjelv. Dataene gir forskere et grunnleggende sett med bilder i tilfelle fremtidige skjelv. Disse bildene kan deretter kombineres med bilder etter skjelving for å måle deformasjon av bakken, bestemme hvordan glid på feil blir distribuert og lære mer om feilsoneegenskaper.
UAVSAR tjener også som et flygende testbed for å evaluere verktøyene og teknologiene for fremtidige rombaserte radarer, for eksempel de som er planlagt for et NASA-oppdrag som for tiden er i formulering kalt Deformation, Ecosystem Structure and Dynamics of Ice, eller DESDynI. Oppdraget vil studere farer som jordskjelv, vulkaner og skred, samt globale miljøendringer.
