Спутник измеряет высоту поверхности океана
Спутник Surface Water Ocean Topography (SWOT) впервые провёл высокоразрешающие космические наблюдения цунами, вызванного мощным землетрясением у полуострова Камчатка в конце июля. В статье, опубликованной в журнале The Seismic Record, исследователи сообщают, что спутник зафиксировал неожиданно сложную картину волн, рассеивающихся и распространяющихся по всему бассейну океана. Это может помочь учёным лучше понять, как распространяются эти явления и какую угрозу они могут представлять для прибрежных сообществ.
Данные спутника SWOT и буёв DART
Анхель Руис-Ангуло из Исландского университета и его коллеги использовали данные, полученные с помощью буёв DART (Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis), чтобы создать более полную картину землетрясения магнитудой 8,8. Событие 29 июля в Курило-Камчатской зоне субдукции стало шестым по величине землетрясением, зарегистрированным в мире с 1900 года.
Руиз-Ангуло сказал: «Я думаю о данных SWOT как о новой паре очков. Раньше с помощью DART мы могли видеть цунами только в определённых точках океана. Были и другие спутники, но они видели лишь тонкую линию цунами в лучшем случае. Теперь, с помощью SWOT, мы можем фиксировать полосу шириной около 120 километров с беспрецедентными данными высокого разрешения о поверхности моря».
SWOT: новый взгляд на цунами
Спутник SWOT был запущен в декабре 2022 года в рамках совместной миссии NASA и французского космического агентства Centre National d’Etudes Spatiales для проведения первого глобального исследования поверхностных вод Земли.
Руиз-Ангуло и соавтор исследования Шарли де Марэ анализировали данные SWOT более двух лет, изучая различные процессы в океане, такие как небольшие завихрения, и не предполагали, что им посчастливится зафиксировать цунами.
Цунами не являются недисперсионными
Поскольку длина волны большого цунами больше глубины океана, исследователи часто считают эти цунами «недисперсионными». То есть они в основном сохраняют свою форму как единую волну во время движения, вместо того чтобы разбиваться или «рассеиваться» на ведущую волну и серию следующих волн.
«Данные SWOT для этого события поставили под сомнение представление о том, что большие цунами являются недисперсионными», — объясняет Руиз-Ангуло.
Численные модели распространения цунами с учётом дисперсии лучше соответствовали спутниковым наблюдениям цунами на Камчатке, пришли к выводу Руиз-Ангуло и его коллеги.
«Основное влияние, которое это наблюдение оказывает на создателей моделей цунами, заключается в том, что мы что-то упускаем в моделях, которые мы использовали для расчётов, — добавил Руиз-Ангуло. — Эта «лишняя» изменчивость может означать, что основная волна может модулироваться последующими волнами при приближении к какому-либо побережью. Нам нужно было бы количественно оценить этот избыток дисперсионной энергии и оценить, имеет ли он влияние, которое не учитывалось ранее».
Переосмысление источника цунами
Исследователи также поняли, что цунами, предсказанное более ранней моделью, основанной на данных о сейсмической активности и деформации земной поверхности, не совсем соответствовало наблюдениям за цунами, собранным двумя датчиками прилива DART. Цунами, основанное на более ранней модели, должно было достичь одного датчика раньше, а другого — позже, чем наблюдалось.
Исследователи использовали данные DART в анализе, называемом инверсией, чтобы пересмотреть источник цунами. Они пришли к выводу, что источник землетрясения на Камчатке простирался дальше на юг, а длина разрыва при землетрясении составляла 400 километров — значительно больше, чем 300 километров, предсказанных другими моделями.
«С 2011 года, после землетрясения магнитудой 9,0 в Тохоку-оки в Японии, мы поняли, что данные о цунами действительно ценны для определения мелкомасштабных смещений, — сказал соавтор исследования Диего Мельгар. — С тех пор лаборатория Мельгара и другие работают над тем, чтобы включить данные DART в инверсии».
Тихоокеанские цунами
Одно из крупнейших зарегистрированных цунами в Тихом океане было вызвано мощным землетрясением магнитудой 9,0 в 1952 году в той же Курило-Камчатской зоне субдукции. Это цунами привело к созданию международной системы оповещения, которая позволила предупредить весь Тихий океан во время событий 2025 года.
«Если повезёт, возможно, однажды результаты, подобные нашим, смогут быть использованы для обоснования того, почему эти спутниковые наблюдения необходимы для прогнозирования в реальном или почти реальном времени», — сказал Руиз-Ангуло.
Предоставлено Seismological Society of America