Δορυφόροι σεισμογράφοι

Η τροχιά των δίδυμων δορυφόρων του πειράματος GRACE επηρεάστηκε από τη σεισμική δόνηση του περασμένου Μαρτίου στην Ιαπωνία

Ο καταστρεπτικός σεισμός του Τοχόκου που συγκλόνισε τον περασμένο Μάρτιο την Ιαπωνία άλλαξε σε τέτοιον βαθμό το βαρυτικό πεδίο της Γης ώστε να επηρεάσει την τροχιά των δορυφόρων που το «χαρτογραφούν».
Εξετάζοντας αυτή τη μετατόπιση οι ειδικοί κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι τελικά η σεισμική δόνηση όχι μόνο ήταν μεγαλύτερη από ό,τι κατέγραψαν οι επίγειοι σεισμογράφοι, αλλά επίσης σημειώθηκε σε μεγαλύτερο βάθος.
Τώρα οι επιστήμονες εξετάζουν την ανάπτυξη νέων μεθόδων παρατήρησης των μεγάλων σεισμών μέσω των επόμενων, «βελτιωμένων» αποστολών δορυφόρων που σχεδιάζονται για το άμεσο μέλλον.

Επάνω από τους πόλους

Οι δορυφόροι που «έπιασαν» τον μεγα-σεισμό είναι τα δίδυμα σκάφη του πειράματος GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment), του οποίου η κύρια αποστολή είναι να χαρτογραφήσει το πεδίο της βαρύτητας της Γης. Οι δυο δορυφόροι «πετούν» μαζί, σε απόσταση 220 χλμ μεταξύ τους και σε τροχιά γύρω από τους πόλους, σε ύψος περίπου 500 χλμ από τη γήινη ατμόσφαιρα.
Το βαρυτικό πεδίο της Γης δεν είναι στατικό. Οποιαδήποτε ανακατανομή στη μάζα της επιφάνειας του πλανήτη – κάτι το οποίο μπορεί να προκληθεί από τις χιονοπτώσεις, τις πλημμύρες, το λιώσιμο των πάγων αλλά και τους σεισμούς – επιφέρει σε αυτό μεταβολές.
Οι μεταβολές αυτές επηρεάζουν την πορεία των δυο δορυφόρων, δίνοντας στους επιστήμονες τη δυνατότητα να τις καταγράψουν και να τις μελετήσουν «μετρώντας» τις αλλαγές που σημειώνονται στην απόσταση μεταξύ των δυο σκαφών.

Μεγασεισμοί σε τροχιά

Μια ομάδα ερευνητών του Κέντρου Διαστημικών Πτήσεων Γκοντάρ της NASA με επικεφαλής τον Σιν-Τσαν Χαν η οποία μελετά αυτές τις μεταβολές παρατήρησε ότι αν και οι δορυφόροι παρέμεναν ανεπηρέαστοι από τους περισσότερους σεισμούς, οι πιο ισχυροί από αυτούς – οι μεγα-σεισμοί όπως τους ονομάζουν οι επιστήμονες – επηρέαζαν την τροχιά τους.
Από την έναρξη του πειράματος GRACE το 2002, τρεις σεισμικές δονήσεις έκαναν αισθητή την παρουσία τους στους δορυφόρους: ο σεισμός της Σουμάτρας το 2004 που είχε προκαλέσει το μεγάλο τσουνάμι, ο περσινός σεισμός της Χιλής και ο εφετινός της Ιαπωνίας.
Στον τελευταίο ο κ. Χαν και οι συνεργάτες του μπόρεσαν να δείξουν ότι οι διαταραχές που παρατηρούνται στην τροχιά των δορυφόρων είναι σε θέση να προσφέρουν μια ανεξάρτητη εκτίμηση του μεγέθους και της θέσης του σεισμού αν συνδυαστούν με τις επίγειες παρατηρήσεις των σεισμογράφων και τα δεδομένα των GPS.

Διαφορά αποστάσεων

Όπως ανακοίνωσαν στο συνέδριο της Αμερικανικής Γεωφυσικής Εταιρείας οι ερευνητές «εντόπισαν» τον σεισμό στη μεταβολή της σχετικής ταχύτητα των δυο δορυφόρων ενώ αυτοί περνούσαν επάνω από την πληγείσα περιοχή. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς τους ο ρυθμός με τον οποίον άλλαζε η μεταξύ τους απόσταση ήταν διπλάσιος τον μήνα που ακολούθησε τον σεισμό από ό,τι τον μήνα που είχε προηγηθεί.
Στη συνέχεια ανέπτυξαν ένα μοντέλο της σεισμικής δόνησης χρησιμοποιώντας δεδομένα από σεισμογράφους και GPS. Στο μοντέλο τους η δόνηση εμφανιζόταν να έχει μέγεθος 9,1 βαθμών της κλίμακας Ρίχτερ και να έχει σημειωθεί στον κατώτερο φλοιό της Γης. Οι «επίγειες» εκτιμήσεις είχαν τοποθετήσει τον σεισμό του Τοχόκου στα 9 Ρίχτερ και στον ανώτερο φλοιό.
Ο ειδικοί θεωρούν ότι στο μέλλον η δορυφορική «μέτρηση» των σεισμών θα διευρυνθεί. Η NASA και η γερμανική διαστημική υπηρεσία DLR που είχαν οργανώσει από κοινού το GRACE σχεδιάζουν μια νέα, πιο εξελιγμένη αποστολή για μια ακόμη ακριβέστερη χαρτογράφηση του βαρυτικού πεδίου του πλανήτη. Υπολογίζεται ότι οι δορυφόροι της θα είναι σε θέση να «καταγράφουν» μικρότερους σεισμικές δονήσεις των 7,5 Ρίχτερ οι οποίες είναι πολύ πιο συχνές – παρατηρούνται σχεδόν κάθε μήνα στη Γη.

Πηγή: Το Βήμα NASA
 http://www.nasa.gov/centers/jpl/missions/grace.html