Satelit dizajniran za mjerenje visine površine okeana, SWOT, našao se na pravom mjestu u pravo vrijeme kada je snažan zemljotres kod ruskog poluostrva Kamčatka krajem jula pokrenuo cunami širom Pacifika. Letjelica SWOT američke svemirske agencije NASA zabilježila je prvi satelitski snimak cunamija visoke rezolucije iz velike zone subdukcije, navode istraživači u naučnom časopisu The Seismic Record.
Umjesto jednog jednostavnog talasa koji se ravnomjerno kreće preko okeana, satelitski podaci otkrili su iznenađujuće složen obrazac širenja, međusobne interakcije i rasipanja talasa širom cijelog basena. Naučnici ističu da bi ovako detaljan prikaz mogao značajno unaprijediti razumijevanje načina na koji cunamiji putuju i kako na kraju utiču na obale.
Kombinovanje satelitskih podataka i okeanskih senzora
Kako bi bolje razumjeli ovaj događaj, Ángel Ruiz-Angulo s Univerziteta Islanda i njegove kolege kombinovali su satelitska opažanja s mjerenjima DART bova postavljenih duž putanje cunamija. Ovi dubokomorski senzori pomogli su im da preciznije odrede karakteristike zemljotresa koji je izazvao talase.
Zemljotres koji se dogodio 29. jula pogodio je Kurilsko-kamčatsku zonu jačinom od 8,8 stepeni, što ga svrstava na šesto mjesto po jačini zabilježenih zemljotresa u svijetu od 1900. godine.
"Na SWOT podatke gledam kao na novi par naočala. Ranije smo pomoću DART bova mogli „vidjeti“ cunami samo na pojedinačnim tačkama u ogromnom okeanu. Postojali su i drugi sateliti, ali su u najboljem slučaju hvatali tek tanku liniju preko cunamija. Sada, sa SWOT-om, možemo snimiti pojas širine i do 120 kilometara, uz podatke o morskoj površini neviđeno visoke rezolucije", rekao je Ruiz-Angulo.
Satelit namijenjen vodi, a ne katastrofama
SWOT je lansiran u decembru 2022. godine kao zajednička misija NASA-e i francuske svemirske agencije CNES. Njegov primarni cilj je da omogući prvo globalno mapiranje površinskih voda na Zemlji, uključujući okeane, rijeke i jezera.
Ruiz-Angulo je naveo da su on i koautor Charlie de Marez više od dvije godine proučavali SWOT podatke kako bi razumjeli svakodnevne okeanske pojave, poput manjih vrtloga.
"Više od dvije godine analizirali smo SWOT podatke kako bismo razumjeli procese u okeanu, poput malih vrtloga, i nikada nismo ni pomislili da ćemo imati toliku sreću da zabilježimo cunami", rekao je on.
Novo promišljanje ponašanja džinovskih cunamija
Budući da je talasna dužina velikih cunamija mnogo veća od dubine okeana, naučnici su ih tradicionalno opisivali kao „nedisperzivne“. To znači da se očekuje da talas putuje kao jedinstvena, stabilna cjelina, a ne da se s vremenom razdvaja u više talasa.
"SWOT podaci za ovaj događaj doveli su u pitanje ideju da su veliki cunamiji nedisperzivni", objasnio je Ruiz-Angulo.
Upoređujući satelitska opažanja s kompjuterskim simulacijama, tim je otkrio da se modeli cunamija koji uključuju disperziju mnogo bolje poklapaju sa stvarnim podacima nego tradicionalni modeli.
"Glavni značaj ovog opažanja za modeliranje cunamija jeste spoznaja da u dosadašnjim modelima nešto nedostaje. Ova dodatna varijabilnost mogla bi značiti da se glavni talas moduliše pratećim talasima dok se približava obali. Potrebno je kvantifikovati taj višak disperzivne energije i procijeniti ima li on uticaj koji ranije nije uziman u obzir", dodao je Ruiz-Angulo.
Duže pucanje zemljotresa nego što se mislilo
Istraživači su uočili i neslaganja između vremena dolaska cunamija koje su predviđali raniji modeli i stvarnih mjerenja zabilježenih na dva DART mjerača nivoa mora. Jedan senzor zabilježio je cunami ranije nego što se očekivalo, dok ga je drugi registrovao kasnije.
Korištenjem podataka s bova u tehnici poznatoj kao inverzija, tim je ponovo analizirao izvor cunamija. Rezultati sugerišu da se pucanje (ruptura) zemljotresa protezalo dalje prema jugu nego što se ranije pretpostavljalo, i to na oko 400 kilometara, znatno više od oko 300 kilometara koliko su procjenjivali drugi modeli.
"Još od zemljotresa Tohoku u Japanu 2011. godine, jačine 9 stepeni, shvatili smo da podaci o cunamiju sadrže izuzetno vrijedne informacije za ograničavanje plitkog klizanja", rekao je koautor studije Diego Melgar.
Zašto je povezivanje podataka ključno
Nakon katastrofe iz 2011. godine, Melgarova istraživačka grupa i drugi naučnici radili su na boljoj integraciji podataka s DART bova u analize zemljotresa i cunamija. Ipak, ovaj pristup još uvijek nije postao rutinska praksa.
Kurilsko-kamčatska zona subdukcije proizvela je neke od najvećih cunamija ikada zabilježenih, uključujući razorni događaj iz 1952. godine, izazvan zemljotresom jačine 9 stepeni. Ta katastrofa dovela je do uspostavljanja međunarodnog sistema za upozoravanje na cunamije, koji je i tokom događaja 2025. godine slao upozorenja širom Pacifika.
"Uz malo sreće, možda će se jednog dana rezultati poput naših koristiti kako bi se opravdala potreba za ovakvim satelitskim opažanjima u prognoziranju u realnom ili gotovo realnom vremenu", zaključio je Ruiz-Angulo.