Pēc briesmīgajiem cunami postījumiem, ko izraisīja Sumatras zemestrīce 2004. gada decembrī, zinātnieki ir meklējuši stratēģijas, lai prognozētu turpmākos slepkavas viļņus. Zemes stacijas dažu tūkstošu kilometru attālumā no zemestrīces faktiski var izmērīt to pārvietojumu, izmantojot GPS satelītus. Ja viņi ir pietiekami pārvietojušies, pastāv liels cunami risks.
Universitātes zinātnieki, izmantojot globālās pozicionēšanas sistēmas (GPS) programmatūru, ko izstrādājusi NASA Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornijā, ir parādījuši, ka GPS dažu minūšu laikā var noteikt, vai zemestrīce ir pietiekami liela, lai izraisītu okeāna mēroga cunami. Šo NASA finansēto tehnoloģiju var izmantot, lai ātrāk sniegtu brīdinājumus par cunami.
Dr Geoffrey Blewitt vadīta komanda no Nevada Neizmīnēšanas biroja un Ģeoloģijas un seismoloģiskās laboratorijas Nevada Universitātē, Reno, parādīja, ka lielas zemestrīces patieso lielumu var noteikt 15 minūšu laikā, izmantojot GPS datus. Tas notiek daudz ātrāk, nekā tas ir iespējams ar pašreizējām metodēm.
"Brīdinājums par cunami ir sacensība pret laiku," sacīja līdzautors Dr Seth Stein no Ziemeļrietumu universitātes Ģeoloģijas zinātņu departamenta Evanstonas štatā. "Cunami pārvietojas ar reaktīvo ātrumu, tāpēc brīdināšanas centriem dažu minūšu laikā precīzi jāizlemj, vai izdot brīdinājumus. Tas jādara pietiekami ātri, lai brīdinājumu izplatītu iestādēm ietekmētajās teritorijās, lai tās varētu īstenot reaģēšanas plānus. Kopā ar seismometra un okeāna bojas datiem GPS pievieno vēl vienu rīku, kas var uzlabot cunami bīstamības novērtējumu nākotnē. ”
"Mums vienmēr būs nepieciešama seismoloģija kā pirmais trauksmes līmenis lielām zemestrīcēm, un mums būs nepieciešami okeāna bojas, lai patiesībā sajustu cunami viļņus," piebilda Blewitt. "GPS iekļaušanas brīdināšanas sistēmās priekšrocība ir tā, ka tā ātri parāda, cik daudz okeāna dibens pārvietojās, un šī informācija var tieši virzīt cunami modeļus."
Jaunā metode, ko sauc par GPS pārvietošanu, darbojas, mērot laiku, kad GPS satelītu radiosignāli ierodas zemes stacijās, kas atrodas dažu tūkstošu kilometru attālumā no zemestrīces. Pēc šiem datiem zinātnieki var aprēķināt, cik tālu stacijas pārvietojās zemestrīces dēļ. Pēc tam viņi var iegūt zemestrīces modeli un zemestrīces patieso lielumu, ko sauc par tā “mirkļa stiprumu”. Šis lielums ir tieši saistīts ar zemestrīces potenciālu izraisīt cunami.
Kā parāda Sumatras zemestrīces 9,2–9,3 amplitūda 2004. gada decembrī, pašreizējām zinātniskajām metodēm ir grūti ātri noteikt momenta lielumu ļoti lielām zemestrīcēm. Sākotnēji šī zemestrīce tika novērtēta ar 8,0, izmantojot seismoloģiskās metodes, kas paredzētas ātrai analīzei. Tā kā šie paņēmieni izriet no pirmajiem seismiskajiem viļņiem, kurus tie reģistrē, tiem ir tendence par zemu novērtēt lielākus triecienus, kas lielāki par aptuveni 8,5. Tas ir aptuvenais lielums, kas vajadzīgs lielu okeāna mēroga cunami radīšanai. Sākotnējā aplēse bija galvenais iemesls, kāpēc Klusā okeāna reģionā esošie brīdināšanas centri ievērojami nenovērtēja zemestrīces cunami potenciālu.
GPS potenciāls veicināt cunami brīdināšanu kļuva redzams pēc Sumatras zemestrīces. GPS mērījumi parādīja, ka zemestrīce zemes gaitu pastāvīgi pārvietoja vairāk nekā 1 centimetra (0,4 collas) attālumā līdz Indijai, apmēram 2000 kilometru (1200 jūdzes) attālumā no epicentra. "Ar tādiem signāliem kā šī milzīgā zemestrīce nevar paslēpties," sacīja Blevits. "Mēs izvirzījām hipotēzi, ka, ja GPS datus varētu ātri un precīzi analizēt, tie ātri norādītu uz zemestrīces patieso lielumu un cunami potenciālu."
Lai pārbaudītu savas pieejas iespējamību, zinātnieki izmantoja NASA satelītu pozicionēšanas datu apstrādes programmatūru, lai analizētu datus no 38 GPS stacijām, kas atrodas dažādos attālumos no Sumatras zemestrīces epicentra. Programmatūra precīzi norāda stacijas precīzu atrašanās vietu 7 milimetru (0,3 collu) attālumā. Tika izmantoti tikai dati, kas bija pieejami 15 minūšu laikā pēc zemestrīces. Rezultāti liecināja, ka lielākā daļa pastāvīgo zemes pārvietojumu notika dažu minūšu laikā pēc pirmo seismisko viļņu parādīšanās. Viņu analīze secināja par zemestrīces modeli un momenta stiprumu 9,0 ļoti tuvu zemestrīces aprēķinātajam galīgajam lielumam.
"Zemestrīču modelēšanai ar GPS ir nepieciešama stabila, reālā laika spēja precīzi paredzēt, kur atrodas GPS satelīti, kā to dara mūsu programmatūra," sacīja JPL ģeologs doktors Frenks Vebs. "Šis paņēmiens ļauj ātri novērtēt lielu zemestrīču patieso lielumu un uzlabot cunami reāllaika modelēšanas iespējas."
Pētījuma rezultāti ir publicēti žurnālā Geophysical Research Letters.
JPL NASA pārvalda Kalifornijas Tehnoloģiju institūts.
Oriģinālais avots: NASA / JPL ziņu izlaidums
