بعد الأضرار الفادحة التي أحدثها زلزال سومطرة في زلزال سومطرة في ديسمبر 2004 ، كان العلماء يبحثون عن استراتيجيات للتنبؤ بالموجات القاتلة في المستقبل. تستطيع المحطات الأرضية الواقعة على بعد بضعة آلاف من الكيلومترات من الزلزال قياس إزاحتها بالفعل باستخدام أقمار GPS الصناعية. إذا تحركوا بما يكفي ، فهناك خطر كبير من حدوث تسونامي.
أظهر علماء جامعيون يستخدمون برنامج نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الذي طوره مختبر الدفع النفاث التابع لناسا ، باسادينا ، كاليفورنيا ، أن نظام تحديد المواقع العالمي يمكنه تحديد ، في غضون دقائق ، ما إذا كان الزلزال كبيرًا بما يكفي لتوليد تسونامي على مستوى المحيط. يمكن استخدام هذه التكنولوجيا الممولة من وكالة ناسا لتوفير تحذيرات أسرع من موجات المد.
أظهر فريق بقيادة الدكتور جيفري بلويت من مكتب نيفادا للمناجم والجيولوجيا ومختبر الزلازل ، جامعة نيفادا ، رينو ، أنه يمكن تحديد الحجم الحقيقي للزلزال خلال 15 دقيقة باستخدام بيانات GPS. هذا أسرع بكثير مما هو ممكن بالطرق الحالية.
قال المؤلف المشارك الدكتور سيث شتاين ، قسم العلوم الجيولوجية ، جامعة نورث وسترن ، إيفانستون ، إلينوي: "تحذير من تسونامي هو سباق مع الزمن". تنبيهات القضية. يجب أن يتم ذلك بسرعة كافية لتوزيع التحذير على السلطات في المناطق المتأثرة حتى تتمكن من تنفيذ خطط الاستجابة. بالإضافة إلى بيانات مقياس الزلازل وعوامات المحيطات ، يضيف GPS أداة أخرى يمكنها تحسين تقييمات خطر تسونامي في المستقبل. "
وأضاف بليويت: "سنحتاج دائمًا إلى علم الزلازل باعتباره المستوى الأول من التنبيه للزلازل الكبيرة ، وسنحتاج إلى عوامات المحيطات لاستشعار موجات التسونامي فعليًا". "إن ميزة تضمين نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في أنظمة الإنذار هي أنها تخبر بسرعة عن مقدار تحرك قاع المحيط ، ويمكن لهذه المعلومات أن تحرك نماذج تسونامي بشكل مباشر".
تعمل الطريقة الجديدة ، التي تسمى إزاحة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، من خلال قياس الوقت الذي تصل فيه إشارات الراديو من أقمار GPS إلى المحطات الأرضية الواقعة على بعد بضعة آلاف من الكيلومترات من الزلزال. من هذه البيانات ، يمكن للعلماء حساب المسافة التي قطعتها المحطات بسبب الزلزال. يمكنهم بعد ذلك اشتقاق نموذج الزلزال والحجم الحقيقي للزلزال ، ويسمى "حجم الزلزال". ويتصل هذا الحجم ارتباطًا مباشرًا بقدرة الزلزال على توليد أمواج تسونامي.
كما يتضح من حجم زلزال 9.2-9.3 سومطرة في ديسمبر 2004 ، فإن الأساليب العلمية الحالية تواجه صعوبة في تحديد حجم العزم سريعًا للزلازل الكبيرة جدًا. وقد قدر هذا الزلزال لأول مرة بـ 8.0 باستخدام تقنيات الزلازل المصممة للتحليل السريع. ولأن هذه التقنيات تستمد تقديرات من الموجات الزلزالية الأولى التي تسجلها ، فإنها تميل إلى التقليل من شأن الزلازل الأكبر من حوالي 8.5. هذا هو الحجم التقريبي اللازم لتوليد أمواج مد كبيرة على مستوى المحيط. كان التقدير الأولي هو السبب الرئيسي الذي جعل مراكز الإنذار في المحيط الهادئ تقلل بشكل كبير من احتمالات حدوث تسونامي في الزلزال.
أصبحت قدرة نظام تحديد المواقع العالمي على المساهمة في التحذير من تسونامي واضحة بعد زلزال سومطرة. وأظهرت قياسات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أن الزلزال حرم الأرض بشكل دائم على مسافة تزيد عن سنتيمتر واحد (0.4 بوصة) على مسافة بعيدة مثل الهند ، على بعد حوالي 2000 كيلومتر (1200 ميل) من مركز الزلزال. قال بلويت: "مع إشارات كهذه ، فإن زلزالًا بهذا الحجم لا يمكن أن يخفي". "افترضنا أنه إذا كان من الممكن تحليل بيانات GPS بسرعة وبدقة ، فإنها ستشير بسرعة إلى الحجم الحقيقي للزلزال وإمكانات التسونامي."
لاختبار جدوى نهجهم ، استخدم العلماء برنامج معالجة بيانات تحديد المواقع بالأقمار الصناعية التابع لوكالة ناسا لتحليل البيانات من 38 محطة GPS تقع على مسافات مختلفة من مركز زلزال سومطرة. يحدد البرنامج بدقة موقع المحطة بدقة في حدود 7 ملم (0.3 بوصة). تم استخدام البيانات المتاحة فقط في غضون 15 دقيقة من الزلزال. أشارت النتائج إلى أن معظم حالات النزوح الأرضي الدائم حدثت في غضون بضع دقائق من وصول الموجات الزلزالية الأولى. استنتج تحليلهم نموذج زلزال وقوة لحظة بلغت 9.0 ، بالقرب من الحجم النهائي المحسوب للزلزال.
قال الدكتور فرانك ويب ، الجيولوجي في مختبر الدفع النفاث ، "إن نمذجة الزلازل باستخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) تتطلب قدرة قوية وفي الوقت الحقيقي للتنبؤ بمكان وجود الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي في الفضاء بدقة متناهية ، وهو ما تفعله برمجياتنا". "تعمل هذه التقنية على تحسين التقديرات السريعة للحجم الحقيقي للزلازل العظيمة وتعزز قدرات نمذجة تسونامي في الوقت الحقيقي."
ونشرت نتائج الدراسة في رسائل البحوث الجيوفيزيائية.
تتم إدارة مختبر الدفع النفاث لـ NASA بواسطة معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا.
المصدر الأصلي: NASA / JPL News Release
