ثبت نخستین تصویر با وضوح بالا از سونامی اقیانوس آرام توسط ماهواره ناسا

ثبت بی‌سابقه سونامی از فضا

این سونامی در پی وقوع یک زمین‌لرزه قدرتمند در نزدیکی شبه‌جزیره کامچاتکا در روسیه، در اواخر ماه ژوئیه شکل گرفت. داده‌های ثبت‌شده توسط ماهواره SWOT نشان می‌دهد که رفتار این موج بسیار پیچیده‌تر از آن چیزی است که پیش‌تر تصور می‌شد. نتایج این پژوهش مهم در نشریه The Seismic Record منتشر شده است.

ماهواره SWOT که با همکاری ناسا و آژانس فضایی فرانسه (Centre National d'Études Spatiales) در دسامبر ۲۰۲۲ به فضا پرتاب شد، برای اندازه‌گیری ارتفاع سطح آب‌های زمین طراحی شده است. این ماهواره برای اولین بار توانست مسیر یک سونامی بزرگ ناشی از زلزله در ناحیه فرورانش را با وضوح بالا ثبت کند.

برخلاف ماهواره‌های قبلی که تنها یک خط باریک از سطح دریا را مشاهده می‌کردند، SWOT قادر است نواری به عرض حدود ۱۲۰ کیلومتر را پوشش دهد. این ویژگی منحصر به فرد به دانشمندان امکان داده تا تصویر دقیق‌تری از تغییرات سطح دریا و حرکت موج به دست آورند.

الگوهای موجی پیچیده‌تر از انتظار

تیم تحقیقاتی به سرپرستی آنخل روئیز آنگولو از دانشگاه ایسلند، داده‌های این ماهواره را با اطلاعات بویه‌های سامانه DART (سامانه ارزیابی و گزارش‌دهی سونامی در اعماق اقیانوس) ترکیب کردند.

زمین‌لرزه‌ای با بزرگی ۸.۸ در تاریخ ۲۹ ژوئیه در منطقه فرورانش کوریل کامچاتکا رخ داد که ششمین زمین‌لرزه بزرگ ثبت‌شده جهان از سال ۱۹۰۰ تاکنون محسوب می‌شود.

یافته‌ها نشان می‌دهد که انرژی سونامی به‌جای حرکت به‌صورت یک موج واحد در طول مسیر، پخش و پراکنده شده و به چندین مؤلفه تقسیم شده است. این موضوع برخلاف فرضیه رایج درباره سونامی‌های بزرگ است که آنها را غیرپخش‌شونده (non-dispersive) می‌دانست.

بازنگری در مدل‌های علمی پیش‌بینی سونامی

بر اساس نظریه‌های پیشین، به دلیل طول موج بسیار بزرگ سونامی‌ها نسبت به عمق اقیانوس، این امواج باید بدون تغییر شکل عمده و به‌صورت یکپارچه حرکت کنند. اما داده‌های جدید نشان می‌دهد که نوعی پراکندگی موج رخ می‌دهد که باعث تقسیم انرژی به چند بخش می‌شود.

شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای که این رفتار پراکندگی را در نظر گرفتند، تطابق بسیار بیشتری با داده‌های واقعی نشان دادند. به گفته پژوهشگران، این موضوع نشان می‌دهد که مدل‌های فعلی پیش‌بینی سونامی هنوز دارای نقص‌هایی هستند و باید بازنگری شوند.

کشف جزئیات جدید از منبع زلزله

محققان همچنین داده‌های خود را با پیش‌بینی‌های اولیه مبتنی بر اطلاعات لرزه‌ای و تغییر شکل زمین مقایسه کردند. این پیش‌بینی‌ها با داده‌های واقعی ثبت‌شده توسط بویه‌ها همخوانی کامل نداشتند؛ زمان رسیدن موج در برخی نقاط زودتر یا دیرتر از حد انتظار بود.

با استفاده از روش وارون‌سازی (inversion) و تحلیل داده‌های بویه‌ها، مشخص شد که گسل زلزله به‌مراتب گسترده‌تر از برآورد‌های اولیه بوده است. طول این گسل حدود ۴۰۰ کیلومتر تخمین زده شد، در حالی که پیش‌تر حدود ۳۰۰ کیلومتر برآورد شده بود.

پژوهشگران تأکید می‌کنند که ترکیب داده‌های ماهواره‌ای، بویه‌ای و لرزه‌ای برای درک بهتر رفتار سونامی‌ها ضروری است. تجربه زلزله و سونامی بزرگ سال ۲۰۱۱ ژاپن (توهوکو) نیز نشان داده بود که داده‌های سونامی نقش مهمی در شناخت دقیق‌تر لغزش‌های زمین‌ساختی دارند.

پیامدها برای سامانه‌های هشدار سونامی

منطقه کوریل کامچاتکا در گذشته نیز منشأ برخی از بزرگ‌ترین سونامی‌های ثبت‌شده بوده است، از جمله زلزله‌ای با بزرگی ۹.۰ در سال ۱۹۵۲ که منجر به ایجاد سامانه‌های هشدار بین‌المللی سونامی شد.

اکنون دانشمندان معتقدند داده‌های جدید حاصل از ماهواره SWOT می‌تواند در آینده به بهبود پیش‌بینی‌های لحظه‌ای سونامی کمک کند و دقت هشدارها را افزایش دهد. به گفته پژوهشگران، در صورت توسعه بیشتر این فناوری، ممکن است در آینده از چنین داده‌هایی برای پیش‌بینی سریع‌تر و دقیق‌تر سونامی‌ها در زمان واقعی یا نزدیک به زمان واقعی استفاده شود؛ موضوعی که می‌تواند نقش مهمی در کاهش تلفات انسانی و خسارات اقتصادی داشته باشد.