Crédito de imagem: ESA
Quando um forte terremoto sacudiu o solo no Alasca há um ano, também fez a atmosfera da Terra tremer. A ionosfera começa em 75 km e vai até 1.000 km de altitude, e amplifica qualquer perturbação que ocorra no solo abaixo dela - uma perturbação de um milímetro no solo pode se tornar uma oscilação de 100 metros a 75 km de altitude. Isso dá aos cientistas uma nova ferramenta para rastrear terremotos em todo o mundo.
Um violento terremoto que rachou as estradas do Alasca fez o céu tremer, assim como a terra, confirmou um estudo da ESA.
Esse fato pode ajudar a melhorar as técnicas de detecção de terremotos em áreas sem redes sísmicas, incluindo o fundo do oceano.
Uma equipe do Instituto de Física do Globo de Paris e do Instituto de Tecnologia da Califórnia utilizou com sucesso a constelação de satélites do Sistema de Posicionamento Global (GPS) para mapear distúrbios na ionosfera após o terremoto de magnitude 7,9 em novembro de Denali, no Alasca.
Seu artigo foi publicado na revista científica Geophysical Research Letters. A própria pesquisa foi realizada em apoio ao Projeto Piloto de Aplicações Espaciais Espaciais da ESA, com o objetivo de desenvolver sistemas de monitoramento operacional para condições espaciais que podem influenciar a vida aqui na Terra.
A ionosfera é uma região atmosférica cheia de partículas carregadas que cobrem a Terra entre altitudes de cerca de 75 a 1000 km. Tem uma capacidade notável de interferir com as ondas de rádio que se propagam através dele.
No caso particular de sinais de navegação GPS, recebidos na Terra de satélites em órbita, flutuações na ionosfera? conhecidas como "cintilações ionosféricas" - podem causar atrasos no sinal, erros de navegação ou, em casos extremos, várias horas de bloqueios de serviço em locais específicos.
Mas, embora essa interferência possa ser um inconveniente para usuários comuns de GPS, ela representa um benefício para os cientistas. Ao medir mudanças ainda muito menores em escala no tempo de propagação do sinal GPS - causadas por variações na densidade local de elétrons à medida que o sinal passa pela ionosfera - os pesquisadores têm na ponta dos dedos um meio de mapear flutuações ionosféricas em tempo quase real.
A equipe francesa e americana fez uso de redes densas de centenas de receptores GPS fixos em toda a Califórnia. Essas redes foram originalmente criadas para medir pequenos movimentos do solo devido à atividade geológica, mas também podem ser utilizadas para plotar a estrutura da ionosfera em três dimensões e em detalhes.
Então, quando o terremoto de Denali ocorreu em 3 de novembro de 2002, a equipe teve a chance de usar essa técnica para investigar outra propriedade distinta da ionosfera, sua capacidade de funcionar como um amplificador natural de ondas sísmicas que se deslocam pela superfície da Terra.
Existem vários tipos diferentes de ondas sísmicas movendo o solo durante um terremoto, a maior escala e a que realiza a maior parte do movimento é conhecida como Onda Rayleigh. Esse tipo de onda rola ao longo do solo para cima e para baixo e de um lado para o outro, da mesma maneira que uma onda rola ao longo do oceano.
Pesquisas anteriores estabeleceram que as ondas de choque de Rayleigh Waves, por sua vez, provocavam distúrbios em larga escala na ionosfera. Um deslocamento pico a pico de um milímetro no nível do solo pode configurar oscilações maiores que 100 metros a uma altitude de 150 km.
O que a equipe foi capaz de fazer após o terremoto de Denali foi detectar uma frente de onda distinta se movendo pela ionosfera. "O uso da rede nos permitiu observar a propagação das ondas", explicou a coautora Vesna Ducic. "Também poderíamos separar o pequeno sinal de conteúdo total de elétrons das variações muito grandes do conteúdo total de elétrons relacionadas à variação diária da ionosfera".
A equipe observou um sinal duas a três vezes maior que o nível de ruído, chegando cerca de 660 a 670 segundos após a chegada de Rayleigh Waves ao solo. E como cerca de seis satélites GPS são visíveis para todos os receptores terrestres, eles foram capazes de calcular a altitude de perturbação máxima? cerca de 290 a 300 km acima.
Os sinais eram fracos e apenas amostrados a cada 30 segundos, com uma resolução máxima de 50 km e a taxa geral de ruído alta. Mas o sinal ionosférico observado tinha um padrão claro consistente com os modelos de comportamento sísmico. A esperança é que a técnica possa ser aprimorada no futuro e usada para detectar terremotos em áreas sem detectores sísmicos, como o oceano profundo ou perto de ilhas.
“No âmbito do Galileo, planejamos desenvolver essa pesquisa ,? disse Ducic. “Galileu dobrará o número de satélites e, portanto, permitirá mapas muito mais precisos da ionosfera. Também podemos prever que a Europa desenvolverá uma densa rede de estações Galileo / GPS que participará do monitoramento desses fenômenos.
“A ESA, juntamente com o Ministério de Pesquisa da França e o CNES, já decidiram financiar um projeto pré-operacional chamado SPECTER - Serviços e produtos para conteúdo eletrônico da ionosfera e índice de refração troposférico na Europa a partir do GPS - dedicado ao mapeamento de alta resolução do ionosfera. Faremos o mapeamento acima da Europa e da Califórnia.
“Essas investigações apoiarão o microssatélites DEMETER (Detecção de Emissões Eletromagnéticas Transmitidas de Regiões Terremoto) da agência espacial francesa, a ser lançado em 2004 e dedicado à detecção na ionosfera de sinais sísmicos, vulcânicos e produzidos pelo homem. Essas atividades da ESA serão realizadas no âmbito do Projeto Piloto de Aplicações do Clima Espacial. ”
O Projeto Piloto de Aplicações para o Clima Espacial é uma iniciativa da ESA que já começou a desenvolver uma ampla gama de serviços orientados a aplicativos baseados no monitoramento do clima espacial.
Os serviços cofinanciados em desenvolvimento - dos quais este projeto é um - também incluem previsão de interrupção nos sistemas de energia e comunicação e fornecimento de alerta antecipado aos operadores de espaçonaves sobre os perigos apresentados pelo aumento das atividades de clima solar e espacial. A esperança é que um serviço de detecção sísmica baseado em medições ionosféricas possa no futuro complementar os recursos existentes na Europa e em outros lugares.
Fonte original: Comunicado de imprensa da ESA
