El sistema espacial puede proporcionar monitoreo sísmico de grandes terremotos y tsunamis.

Los investigadores han desarrollado un sistema global de monitoreo de terremotos que utiliza el Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) para medir la deformación de la corteza.

El sistema de monitoreo puede evaluar rápidamente en segundos la magnitud del terremoto y la distribución del deslizamiento de fallas para terremotos de magnitud 7.0 y mayores, lo que lo convierte en una herramienta potencialmente valiosa en la alerta temprana de terremotos y tsunamis para estos eventos dañinos, informan el geofísico de la Universidad Central de Washington, Timothy Melbourne, y sus colegas en el Boletín de la Sociedad Sismológica de América.

GNSS puede caracterizar potencialmente un gran terremoto mucho más rápidamente que la red sísmica global, ofreciendo más tiempo para evacuaciones, abandono y cierre automático de la infraestructura esencial. “El imperativo de hacerlo rápidamente se trata de salvar vidas”, dijo Melbourne.

Los sistemas GNSS consisten en satélites en órbita terrestre que envían señales a las estaciones receptoras en la Tierra. Las señales se utilizan para determinar la ubicación exacta de los receptores a lo largo del tiempo. Los terremotos mueven y deforman la corteza terrestre debajo de los receptores, por lo que los cambios en sus ubicaciones después de un terremoto se pueden utilizar para monitorear y caracterizar las rupturas.

El monitoreo sísmico por GNSS es una “herramienta muy contundente”, en comparación con las redes basadas en sismómetros capaces de detectar ondas sísmicas diminutas, dijo Melbourne.

Un sismómetro de primera línea es notablemente sensible, señaló, capaz de detectar velocidades de ondas sísmicas tan pequeñas como decenas de nanómetros por segundo.

GNSS es más burdo, solo detecta desplazamientos de centímetros o más.

Sin embargo, durante un gran terremoto, existe un equilibrio entre sensibilidad y velocidad. Las redes sísmicas locales pueden inundarse de datos durante un evento grande y complejo como el terremoto de Kaikoura de magnitud 7.8 en 2016 en Nueva Zelanda, donde están involucradas múltiples fallas y las ondas del evento inicial reverberan a través de la corteza. Para determinar con precisión la magnitud y la distribución del deslizamiento de fallas, los sismólogos generalmente tienen que esperar a que los datos de las ondas sísmicas lleguen a estaciones distantes antes de poder caracterizarlos con precisión, lo que implica decenas de minutos de retraso mientras las ondas se propagan por todo el planeta.

El sistema global creado por Melbourne y sus colegas es el primero de su tipo. Toma datos GNSS sin procesar adquiridos en cualquier receptor conectado a Internet en la Tierra, coloca estos datos y luego vuelve a transmitir los datos colocados a cualquier dispositivo conectado a Internet, en un segundo.

Los investigadores evaluaron su sistema durante una semana típica, utilizando datos de 1270 estaciones receptoras en todo el mundo. Descubrieron que el tiempo promedio que tardaban los datos en viajar desde un receptor hasta el centro de procesamiento de la Universidad Central de Washington era de aproximadamente medio segundo, desde cualquier parte del mundo. Se necesitó un promedio de aproximadamente una 200 de segundo para convertir esos datos en estimaciones de la posición del GNSS.

Esto significa que el sistema de monitoreo global GNSS puede detectar cambios mucho antes de que el terremoto en sí termine de romperse, ya que puede tomar decenas de segundos, o incluso minutos para los terremotos más grandes, “para que la falla se descomprima e irradie toda esa energía al planeta. “, Dijo Melbourne.

La velocidad de un sistema global de monitoreo sísmico GNSS podría ser aún más importante para las alertas de tsunamis, señaló. En este momento, un programa de monitoreo internacional utiliza datos de una red sísmica global para determinar la magnitud de un terremoto, combinados con datos de mareógrafos globales y boyas que detectan una ola de tsunami en el océano abierto, para determinar si se debe enviar un aviso de tsunami a el público.

La red sísmica podría tardar 15 minutos o más en determinar la magnitud de un terremoto que causa un tsunami, dijo Melbourne, y los mareógrafos y boyas podrían tardar hasta una hora en entregar datos, dependiendo de su proximidad al terremoto. Los receptores GNSS, por otro lado, podrían caracterizar un terremoto en decenas de segundos con suficientes estaciones cercanas.

“El poder real del GNSS para el tsunami es ganar más tiempo y mayor precisión desde el principio para las advertencias que se emiten”, dijo Melbourne.

Las estaciones receptoras GNSS están proliferando en todo el mundo a medida que más personas las utilizan, especialmente para topografía o monitoreo en minería y construcción. Pero el sistema global de monitoreo GNSS depende de datos de fuente abierta, que no se han expandido al mismo ritmo. En algunos países, los datos se venden para recuperar los costos de construcción y mantenimiento de los receptores, dijo Melbourne, lo que hace que sus operadores se muestren reacios a hacer que los datos estén disponibles gratuitamente.

“Parte de lo que hago es intentar que los países en áreas sísmicamente activas abran sus conjuntos de datos con fines de mitigación de peligros”, dijo Melbourne.

Por ejemplo, los operadores de GNSS en Nueva Zelanda, Ecuador, Chile y otros lugares se asocian con el grupo de Melbourne, beneficiándose de la década de trabajo que el equipo ha puesto en su sistema de posicionamiento GNSS. Envían datos sin procesar de los receptores en sus países al centro de Washington, donde Melbourne y sus colegas colocan los datos dentro de un marco de referencia global y los envían de vuelta en segundos para una mayor investigación y monitoreo.