Dopo il terribile danno da tsunami causato dal terremoto di Sumatra nel dicembre 2004, gli scienziati hanno cercato strategie per prevedere le future ondate di killer. Le stazioni di terra a poche migliaia di chilometri dal terremoto possono effettivamente misurare il loro spostamento utilizzando i satelliti GPS. Se si sono mossi abbastanza, c'è un alto rischio di uno tsunami.
Scienziati universitari che utilizzano il software Global Positioning System (GPS) sviluppato dal Jet Propulsion Laboratory della NASA, Pasadena, California, hanno dimostrato che il GPS può determinare, in pochi minuti, se un terremoto è abbastanza grande da generare uno tsunami a livello dell'oceano. Questa tecnologia finanziata dalla NASA può essere utilizzata per fornire avvisi di tsunami più veloci.
Un team guidato dal Dr. Geoffrey Blewitt del Nevada Bureau of Mines and Geology and Seismological Laboratory, Università del Nevada, Reno, ha dimostrato che le dimensioni reali di un grande terremoto possono essere determinate entro 15 minuti utilizzando i dati GPS. Questo è molto più veloce di quanto sia possibile con i metodi attuali.
"L'avvertimento dello tsunami è una corsa contro il tempo", ha affermato il co-autore Dr. Seth Stein, Dipartimento di Scienze geologiche, Northwestern University, Evanston, Illinois. "Gli tsunami viaggiano a velocità di getto, quindi i centri di allarme devono decidere con precisione, in pochi minuti, se emettere avvisi. Questo deve essere fatto abbastanza velocemente da distribuire l'avvertimento alle autorità nelle aree colpite in modo che possano attuare piani di risposta. Insieme ai dati del sismometro e della boa oceanica, il GPS aggiunge un altro strumento che può migliorare le future valutazioni del pericolo di tsunami. "
"Avremo sempre bisogno della sismologia come primo livello di allerta per i grandi terremoti e avremo bisogno di boe oceaniche per rilevare effettivamente le onde dello tsunami", ha aggiunto Blewitt. "Il vantaggio di includere il GPS nei sistemi di allarme è che indica rapidamente quanto si è mosso il fondo oceanico e che le informazioni possono mettere direttamente in moto i modelli di tsunami."
Il nuovo metodo, chiamato spostamento GPS, funziona misurando il tempo in cui i segnali radio dai satelliti GPS arrivano alle stazioni di terra situate a poche migliaia di chilometri da un terremoto. Da questi dati, gli scienziati possono calcolare la distanza percorsa dalle stazioni a causa del sisma. Possono quindi derivare un modello di terremoto e la dimensione reale del terremoto, chiamata "magnitudo momento". Questa magnitudine è direttamente correlata al potenziale di un terremoto per la generazione di tsunami.
Come illustrato dal sisma di Sumatra di magnitudo 9.2-9.3 del dicembre 2004, gli attuali metodi scientifici hanno difficoltà a determinare rapidamente la magnitudo del momento per terremoti molto grandi. Quel sisma è stato inizialmente stimato a 8.0 utilizzando tecniche sismologiche progettate per analisi rapide. Poiché queste tecniche derivano stime dalle prime onde sismiche che registrano, tendono a sottostimare terremoti maggiori di circa 8,5. Questa è la dimensione approssimativa necessaria per generare grandi tsunami a livello dell'oceano. La stima iniziale è stata la ragione principale per cui i centri di allerta nel Pacifico hanno significativamente sottostimato il potenziale di tsunami del terremoto.
Il potenziale del GPS di contribuire all'avvertimento dello tsunami è diventato evidente dopo il terremoto di Sumatra. Le misurazioni GPS hanno mostrato che il terremoto ha spostato il terreno in modo permanente di oltre 1 centimetro (0,4 pollici) fino all'India, a circa 2.000 chilometri (1.200 miglia) dall'epicentro. "Con segnali del genere, un terremoto così grande non può nascondersi", ha detto Blewitt. "Abbiamo ipotizzato che se i dati GPS potessero essere analizzati in modo rapido e accurato, indicherebbero rapidamente le dimensioni reali del terremoto e il potenziale di tsunami".
Per testare la fattibilità del loro approccio, gli scienziati hanno utilizzato il software di elaborazione dei dati di posizionamento satellitare della NASA per analizzare i dati provenienti da 38 stazioni GPS situate a varie distanze dall'epicentro del sisma di Sumatra. Il software individua la posizione precisa di una stazione entro 7 millimetri (0,3 pollici). Sono stati utilizzati solo i dati disponibili entro 15 minuti dal terremoto. I risultati hanno indicato che la maggior parte degli spostamenti permanenti del terreno si sono verificati entro pochi minuti dall'arrivo delle prime onde sismiche. La loro analisi ha inferito un modello di terremoto e una magnitudo di momento di 9,0, molto vicino alla dimensione calcolata finale del terremoto.
"Modellare i terremoti con il GPS richiede una solida capacità in tempo reale di prevedere dove i satelliti GPS si trovano nello spazio con la massima precisione, cosa che fa il nostro software", ha affermato Frank Webb, geologo di JPL. "Questa tecnica migliora le stime rapide delle dimensioni reali dei grandi terremoti e fa avanzare le capacità di modellazione dello tsunami in tempo reale."
I risultati dello studio sono pubblicati in Geophysical Research Letters.
JPL è gestito per la NASA dal California Institute of Technology.
Fonte originale: Comunicato stampa NASA / JPL
