I ricercatori della NASA rilevano gli tsunami dal loro rombo nell'atmosfera

Le onde si agitano nella baia di Onomea, nelle Hawaii, dove il mare si innalzò di oltre 9 metri durante il mortale tsunami del 1 aprile 1946. La tecnologia emergente potrebbe aiutare a rilevare questi pericoli naturali attraverso le increspature acustiche e gravitazionali che scagliano verso lo spazio.

Una nuova tecnologia di monitoraggio dei rischi utilizza i segnali GPS per andare a caccia di onde nell’Anello di Fuoco del Pacifico. L'obiettivo a lungo termine di GUARDIAN è potenziare i sistemi di allarme rapido.

Innescati da terremoti, vulcani sottomarini e altre forze che scuotono la Terra, gli tsunami possono devastare le comunità costiere. E quando si tratta di avvisare in anticipo, ogni secondo conta. Gli scienziati del Jet Propulsion Laboratory della NASA stanno testando un nuovo approccio per rilevare – dai confini più remoti dell’atmosfera – le onde più mortali dell’oceano.

Chiamato GUARDIAN (GNSS Upper Atmospheric Real-time Disaster Information and Alert Network), il sistema di monitoraggio sperimentale attinge ai dati provenienti da cluster di GPS e altri satelliti di orientamento in orbita attorno al nostro pianeta. Collettivamente, questi cluster sono noti come sistemi satellitari di navigazione globale o GNSS. I loro segnali radio viaggiano verso centinaia di stazioni scientifiche di terra in tutto il mondo e tali dati vengono elaborati dalla rete Global Differential GPS (GDGPS) del JPL, che migliora la precisione della posizione in tempo reale fino a pochi pollici (circa 10 centimetri).

Questa animazione mostra come le onde di energia provenienti dal terremoto e dallo tsunami di Tohoku-Oki dell'11 marzo 2011, hanno perforato la ionosfera terrestre nelle vicinanze del Giappone, disturbando la densità degli elettroni. Questi disturbi sono stati monitorati monitorando i segnali GPS tra i satelliti e i ricevitori terrestri.

Il nuovo sistema vaglia i segnali alla ricerca di indizi che indicano che uno tsunami si è verificato da qualche parte sulla Terra. Come funziona? Durante uno tsunami, molte miglia quadrate della superficie oceanica possono alzarsi e abbassarsi quasi all’unisono, spostando una quantità significativa di aria sopra di essa. L'aria spostata si increspa in tutte le direzioni sotto forma di onde sonore e gravitazionali a bassa frequenza. Nel giro di pochi minuti, queste vibrazioni raggiungono lo strato più alto dell’atmosfera: la ionosfera, cotta dal Sole e carica elettricamente. Il conseguente scontro tra onde di pressione e particelle cariche può distorcere leggermente i segnali provenienti dai satelliti di navigazione vicini.

Mentre gli strumenti di navigazione di solito cercano di correggere tali disturbi ionosferici, gli scienziati possono usarli come campanello d'allarme salvavita, ha osservato Léo Martire, uno scienziato del JPL che ha sviluppato GUARDIAN. "Invece di correggere questo errore, lo usiamo come dato per individuare i pericoli naturali", ha affermato Martire.

La tecnologia sta ancora maturando, ha affermato Martire, che presiede una task force all'interno del Comitato internazionale sul GNSS delle Nazioni Unite che sta esplorando l'uso dei sistemi di navigazione satellitare per migliorare le strategie di allarme rapido. Attualmente, i risultati quasi in tempo reale di GUARDIAN devono essere interpretati da esperti addestrati a identificare i segni di tsunami. Ma è già uno degli strumenti di monitoraggio più veloci nel suo genere: in 10 minuti può produrre una sorta di istantanea del rombo di uno tsunami che raggiunge la ionosfera. E potrebbe potenzialmente fornire fino a un’ora di preavviso, a seconda della distanza dell’origine dello tsunami dalla costa.

Un segnale di evacuazione indica un terreno più sicuro a Phuket, in Tailandia, dove un catastrofico tsunami seguì un terremoto sottomarino il 26 dicembre 2004. In uno dei disastri naturali più mortali della storia moderna, furono uccise almeno 225.000 persone in più paesi.

"Noi immaginiamo che GUARDIAN un giorno possa integrare gli strumenti esistenti a terra e sull'oceano come sismometri, boe e indicatori di marea, che sono altamente efficaci ma mancano di una copertura sistematica dell'oceano aperto", afferma Siddharth Krishnamoorthy, anche lui parte del team di sviluppo del JPL. . Gli scienziati affiliati al programma Disasters della NASA attualmente utilizzano strumenti a terra presso le stazioni GNSS per un rilevamento più rapido dello tsunami.

"Quando si verifica un grande terremoto vicino all'oceano, vogliamo conoscere rapidamente la magnitudo e le caratteristiche del terremoto per capire la probabilità che si generi uno tsunami e vogliamo sapere se uno tsunami è stato effettivamente generato", ha affermato Gerald Bawden. , lo scienziato del programma per la superficie e l'interno della Terra presso la sede della NASA a Washington. "Oggi ci sono due modi per sapere se uno tsunami è stato generato prima che raggiunga la terra: le boe DART della NOAA e le osservazioni GNSS della ionosfera. C'è un numero limitato di boe e sono molto costose, quindi sistemi come GUARDIAN hanno il potenziale per integrare l'attuale sistemi di allarme."