Првобитно развијена за прецизно откривање нападних авиона током Другог светског рата, данашња напредна радарска технологија може открити сасвим другачији покретни циљ: помаке Земљине коре који се дешавају једнако споро као што су раст ваших ноктију.
Радарски подаци са сателита, као што је ЕСА-ин Енвисат, користе се за прављење "интерферограма" који показују кретање копне милиметара. Ове слике огрнуте дугином пружају научницима нови увид у тектонско кретање и побољшану способност израчунавања опасности које настају када се ово споро кретање убрзава, у облику земљотреса или вулканске активности.
Оптерећење десет инструмената на Енвисату укључује инструмент напредног синтетичког радара бленде (АСАР) дизајниран за добијање радарских слика Земљине површине. Део додељене Енвисатове „позадинске мисије“ јер обилази свет сваких 100 минута је давање приоритета АСАР аквизицијама над сеизмичким појасевима који покривају 15% копнене површине.
„До тренутка када Енвисат заврши своју номиналну петогодишњу мисију, требало би да имамо задовољавајућу количину слика по свим сеизмичким појасевима“, рекао је професор Барри Парсонс из Центра за посматрање и моделирање земљотреса и тектонике на Окфорд Универзитету.
„Да бисмо открили ситну деформацију тла која нас занима, потребне су нам поновљене радарске слике сваке локације. Затим комбинујемо парове слика користећи технику која се зове САР интерферометрија или укратко ИнСАР да бисмо показали било какве промене између аквизиција. " (За више информација погледајте линк: Како делује интерферометрија?)
Да би се прецизно измерило споро стварање напрезања док се тектонске плоче померају једна против друге дуж Земљиних сеизмичких појасева, комбиновани су вишеструки интерферограми, што захтева много појединачних САР слика.
"Разлог за то је да се минимизирају било какве атмосферске сметње у односу на мали сигнал деформације кора који нас занима", додао је Парсонс. „Користећи податке из ЕРС-овог претходника ЕРС, наша група је недавно измерила тектонско кретање по западном Тибету са тачношћу од неколико милиметара годишње. Резултати показују да су стопе клизања по главним грешкама у региону много мање него што се раније сматрало и да се тибетанска висораван деформише попут течности. "
ИнСАР се такође може користити за анализу знатно наглијих кретања тла: истраживачи су недавно користили податке Енвисат за графиковање деформација тла повезаних са изузетно активним вулканом Питон де ла Фоурнаисе на острву Р у савезу у Индијском океану и да би идентификовали грешку која проузроковао ирански земљотрес у Баму у децембру 2003. године.
Проналазак грешке након катастрофе у Баму
Више од 26000 људи убијено је 26. децембра 2003. године, када је земљотрес јачине 6,3 Рицхтера опустошио ирански град оаза Бам. Његова древна цитадела? проглашен за светску баштину? срушио се на рушевине. Повеља о свемирским и већим катастрофама активирана је тако да су свемирске летелице, укључујући Енвисат, стекле слике како би подржале међународне напоре за помоћ.
Након позадинске мисије Енвисата, слика пред потресом стечена је у близини Бам-а 3. децембра 2003, а то је комбиновано са сликом пост-земљотреса стеченом 7. јануара 2004.? који је најранији могући датум поновне куповине због 35-дневног глобалног покривања компаније Енвисат? да изврши ИнСАР.
„Ово је први пут да су подаци Енвисата коришћени за производњу интерферограма након великог земљотреса“, рекао је Парсонс, део међународног тима који је проучавао земљотрес Бам, укључујући учеснике Геолошког завода Ирана и америчке лабораторије за млазни погон.
Резултати су били изненађујући, установивши да иако Бам лежи у сеизмичком појасу, овај потрес је настао из тачке коју нико није очекивао. Иран је попут пуњења геолошког сендвича док арапска плоча напредује у Евроазију, а толико сеизмичких грешака дешава се на њеној територији. Најзначајније је да се у раскрсници Говка која се налази западно од Бама на њему догодило неколико великих потреса током последње две деценије.
Међутим, интерферограм Енвисат показао је да је потрес Бам резултат рушења претходно неоткривене расједе која се простире испод јужног дијела града, а њено постојање је промашено испитивањем тла. Квар се показао као изразита линија дисконтинуитета у интерферограму, а кретање на обе стране кретало се од око пет до највише 30 центиметара.
Као и истицање таквих површинских промена, резултати ИнСАР-а могу се користити за индиректно завиривање испод земље, софтверским моделима за израчунавање који геолошки догађаји одговарају површинским догађајима. С Бамом су открили да се клизање веће од два метра догодило на средњој дубини од 5,5 километара, уз различиту врсту грешке.
Се поновити
Прецизније се може контролисати положај свемирске летјелице, мања је основна линија слике ИнСАР - просторна удаљеност између почетног и сљедећег снимања слике - и бољи је квалитет коначног интерферограма. Током почетне ревизије Енвисата, Бам је основна линија била довољно велика да су потребни ЕРС дигитални подаци о висини да би се одузели топографски ефекти узроковани помереним углом гледања.
Међутим, за свој поновни преглед, 35 дана касније, управљање свемирским бродом је било толико прецизно да није било потребно топографско надокнађивање, што представља огроман оперативни успех за Енвисат.
„Наш тим за динамику летова израчунао је тачност од 93 цм користећи прецизне резултате одређивања орбите из ДОРИС-а (Допплерова орбитографија и радиопозиционирање интегрисани у сателит) и опажајима ласера“, изјавио је директор Енвисат свемирске летелице Андреас Рудолпх.
„Да би се постигла та тачност, потребни су посебни маневари у орбити, уз напоран рад тимова из Европског свемирског оперативног центра (ЕСОЦ) овде у Немачкој и Европског института за свемирска истраживања (ЕСРИН) у Италији? да не спомињем мало среће! "
Истраживање активног вулкана
Радарска интерферометрија користи се за проучавање земљотреса као и за вулкане - Енвисат је прикупљао податке о једном изузетно живахном примеру другог.
Стојећи 2631 метар изнад Индијског океана, вулкан Питон де ла Фоурнаисе није смештен дуж сеизмичких појасева или повезаног ватреног прстена, али? попут Хаваја са друге стране планете? налази се изнад магме „жаришта“ у Земљином плашту.
Институт за физички дуг глобуса из Париза (ИПГП) управља ин-ситу опсерваторијом за вулкане за праћење ерупција и придружених активности.
„Посматрамо овај базалтни вулкан последњих 25 година? то је један од најактивнијих вулкана на свету ”, прокоментарисао је Пјер Бриоле из ИПГП-а. „У последњих шест година било је 13 ерупција, са просечним трајањем од једног месеца. Између 1992. и 1998. године било је мирно време, док је осам ерупција дошло између 1984. и 1992. "
Дубоки подземни процеси покрећу површинску вулканску активност? пукотине и ерупције лаве настају због канала лаве или 'насипа' који се протежу од магм комора високог притиска. Деформација тла или горе или доље у близини вулкана даје увид у оно што се догађа под земљом, али донедавно је количина земаљских тачака која се може измерити била веома ограничена.
„У време земаљских геодетских инструмената требало је неколико недеља да се измере координате од можда 20 тачака, тачно око један центиметар“, сетио се Бриоле. „Тада је почетком деведесетих настао Глобални систем за позиционирање (ГПС). Помоћу ГПС-а могли бисмо повећати број бодова одмерених десет пута током недељне кампање, све до тачности од пола центиметра. Али деформација тла проузрокована ерупцијом обично је изузетно локализована у простору, и ових 200 тачака распоређено је широм подручја вулкана. "
Била је потребна још једна свемирска технологија која је побољшана на ГПС-у: интерферограми Питон де ла Фоурнаисе-а, засновани на више од 60 Енвисат слика стечених током прошле године. ИПГП је део тима који користи податке који такође укључују учеснике са Блаисе Пасцал-а (Цлермонт-Ферранд ИИ) и Р-Унион универзитета.
„Имамо среће са Питон де ла Фоурнаисе-ом, јер његова удаљена локација усред океана значи да нема сукоба са другим потенцијалним циљевима Енвисат-а и зато добијамо више аквизиција него већина других корисника АСАР слика“, додала је Бриоле . „ИнСАР из Енвисат-а показао се за нас изузетно моћан алат, јер пружа веома високу густину информација широм целог вулкана.
„С новим ерупцијама које се дешавају тако често наше земаљске кампање нису могле ићи у корак, али интерферометрија нам даје податке о свакој ерупцији. И док је вулкан веома тешко деловати? често са лошом видљивошћу временских прилика и врло стрмим источним боком? сви делови вулкана до вегетацијске линије доступни су путем ИнСАР-а. "
ИнСАР открива образац приземне инфлације у месецима који су претходили новој ерупцији, како притисак у магм комори расте. Након ерупције, притисак опада и долази до дефлације.
Такође откривене су и локализоване деформације које настају како се магму насипи шире и доспеју до површине. Степен деформације повезан са новом пукотином указује на дубину на којој потиче? што је инфлација већа, то је дубљи насип дошао.
ИнСАР-ово вулканско надгледање прво је успостављено коришћењем података ЕРС, стварајући интерферограме који приказују да је италијанска високо активна Моунт Етна изгледала као да 'дише' између ерупција. И интерферограмска истраживања наизглед изумрлих вулкана дуж удаљених делова Анда показала су кретање тла што указује на то да су неки у ствари и даље активни.
„Постоји мноштво занимљивих истраживачких линија помоћу ове технике, укључујући и питање да ли је могуће предвидети када ће вулкан еруптирати, и - са сеизмичким расједима који се често јављају у близини вулкана - питање да ли је потресна активност и ерупције вулкана. повезани су ", додала је Бриоле.
„За сада је наш тим заинтересован да што прецизније окарактеришемо Питон де ла Фоурнаисе, да усавршимо технике које касније можемо применити на вулкане на другим местима и, ако је могуће, да повећамо број аквизиција како бисмо показали да ИнСАР мониторинг вулкана има оперативни потенцијал , пружајући рано упозорење органима цивилне заштите. "
Изворни извор: ЕСА Невс Релеасе
