Etter den forferdelige tsunamiskaden som følge av jordskjelvet i Sumatra i desember 2004, har forskere søkt etter strategier for å forutsi fremtidige mordebølger. Jordstasjoner innenfor noen få tusen kilometer fra jordskjelvet kan faktisk måle deres forskyvning ved hjelp av GPS-satellittene. Hvis de har flyttet nok, er det stor risiko for en tsunami.
Universitetsforskere som bruker GPS (GPS) -programvare utviklet av NASAs Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California, har vist at GPS i løpet av få minutter kan avgjøre om et jordskjelv er stort nok til å generere en verdensomspennende tsunami. Denne NASA-finansierte teknologien kan brukes til å gi raskere tsunamivarsler.
Et team ledet av Dr. Geoffrey Blewitt fra Nevada Bureau of Mines and Geology and Seismological Laboratory, University of Nevada, Reno, demonstrerte at en stor skjelvs virkelige størrelse kan bestemmes innen 15 minutter ved hjelp av GPS-data. Dette er mye raskere enn det som er mulig med dagens metoder.
"Tsunami-advarsel er et løp mot tiden," sa medforfatter Dr. Seth Stein, Institutt for geologiske vitenskaper, Northwestern University, Evanston, Ill. "Tsunamis reiser med jethastighet, så varslingssentrene må nøyaktig bestemme seg i løpet av minutter om de skal gi varsler. Dette må gjøres raskt nok til at advarselen kan distribueres til myndighetene i berørte områder slik at de kan implementere svarplaner. Sammen med seismometer og havbøyedata legger GPS til et annet verktøy som kan forbedre fremtidige Tsunami-farevurderinger. "
"Vi vil alltid trenge seismologi som det første varslingsnivået for store jordskjelv, og vi trenger havbøyer for å virkelig føle tsunamibølgene," la Blewitt til. "Fordelen med å inkludere GPS i advarselssystemer er at den raskt forteller hvor mye havbunnen beveget seg, og at informasjon direkte kan sette tsunamimodeller i bevegelse."
Den nye metoden, kalt GPS-fortrengning, fungerer ved å måle tiden radiosignalene fra GPS-satellitter ankommer bakkestasjoner som ligger i løpet av noen tusen kilometer fra et skjelv. Fra disse dataene kan forskere beregne hvor langt stasjonene beveget seg på grunn av skjelvet. De kan deretter utlede en jordskjelvmodell og skjelvet er den virkelige størrelsen, kalt dens 'øyeblikkestørrelse.' Denne størrelsesorden er direkte relatert til et skjelvs potensiale for å generere tsunamier.
Som illustrert av størrelsen 9.2-9.3 Sumatra skjelvet i desember 2004, har nåværende vitenskapelige metoder vanskelig for å bestemme momentstørrelse for veldig store skjelv. Det skjelvet ble først estimert til 8,0 ved hjelp av seismologiske teknikker designet for rask analyse. Fordi disse teknikkene stammer estimater fra de første seismiske bølgene de registrerer, har de en tendens til å undervurdere skjelv større enn omtrent 8,5. Det er den omtrentlige størrelsen som trengs for å generere store verdensomspennende tsunamier. Det første anslaget var de viktigste årsakene til at advarselssentrene i Stillehavet undervurderte jordskjelvets tsunamipotensial betydelig.
GPS-potensialet for å bidra til tsunamivarsler ble tydelig etter jordskjelvet i Sumatra. GPS-målinger viste at skjelvet beveget bakken permanent mer enn 1 centimeter så langt borte som India, omtrent 2 000 kilometer unna episentret. "Med slike signaler kan et jordskjelv denne enorme ikke skjule," sa Blewitt. "Vi antok at hvis GPS-data kunne analyseres raskt og nøyaktig, ville de raskt indikere jordskjelvets virkelige størrelse og tsunamipotensial."
For å teste gjennomførbarheten av deres tilnærming, brukte forskerne NASAs programvare for satellittposisjonering av databehandling for å analysere data fra 38 GPS-stasjoner som ligger i forskjellige avstander fra Sumatra-skjelvets episenter. Programvaren peker på en stasjons nøyaktige beliggenhet til innen 7 millimeter (0,3 tommer). Bare data som var tilgjengelige innen 15 minutter etter jordskjelvet, ble brukt. Resultatene indikerte at de fleste av de permanente bakkeforskyvningene skjedde i løpet av få minutter etter ankomsten av de første seismiske bølgene. Analysen deres utledet en jordskjelvmodell og en øyeblikkestørrelse på 9,0, veldig nær jordskjelvets endelige kalkulerte størrelse.
"Modellering av jordskjelv med GPS krever en robust, sanntidsevne til å forutsi hvor GPS-satellitter er i verdensrommet med nøyaktig presisjon, noe programvaren vår gjør," sier Dr. Frank Webb, en JPL-geolog. "Denne teknikken forbedrer raske estimater av den virkelige størrelsen på store jordskjelv og fremmer sanntids tsunamimodellering."
Resultatene av studien er publisert i Geophysical Research Letters.
JPL blir administrert for NASA av California Institute of Technology.
Originalkilde: NASA / JPL News Release
