Satelita SWOT uchwycił tsunami w fiordzie Dickson na Grenlandii, wywołane potężnym osuwiskiem skał w 2023 r.
W ciągu dziewięciu dni poziom wody gwałtownie cofał się co 90 sekund ze względu na zamkniętą konstrukcję fiordu, co pokazało zaawansowane możliwości SWOT w zakresie szczegółowego monitorowania poziomu wody i wspomagania przygotowania na wypadek katastrofy.
Tsunami we fiordzie Dickson
We wrześniu 2023 r. rozpoczęła się międzynarodowa misja satelitarna Surface Water and Ocean Topography (SWOT), będąca wspólnym przedsięwzięciem NASA oraz francuskie Centre National d’Études Spatiales (CNES) – uchwyciły niezwykłe kontury tsunami zamkniętego w stromych ścianach fiordu na Grenlandii. To rzadkie zdarzenie zostało wywołane przez masywne osunięcie się skał, które spowodowało falę sejsmiczną, która odbijała się echem po całym świecie przez dziewięć dni. Po roku szczegółowej analizy danych międzynarodowy zespół sejsmologów, geofizyków i oceanografów opublikował swoje ustalenia dotyczące tego zdarzenia.
Satelita SWOT zmierzył poziom wody w fiordzie Dickson 17 września 2023 r., dzień po osunięciu się skał i wynikającym z niego tsunami. Odczyty te porównano z wcześniejszymi danymi zebranymi w normalnych warunkach 6 sierpnia 2023 r.
Postępy w technologii wykrywania poziomu wody
Na wizualizacji danych (powyżej) kolory w kierunku czerwonego końca skali wskazują wyższy poziom wody, a kolory niebieskie oznaczają poziom niższy niż normalny. Dane sugerują, że poziom wody w niektórych punktach północnej strony fiordu był aż o 1,2 metra wyższy niż na południu.
„Zdarzyło się, że SWOT przeleciał nad północną ścianą fiordu w czasie, gdy woda zebrała się dość wysoko przy północnej ścianie fiordu” – powiedział Josh Willis, badacz poziomu morza w Jet Propulsion Laboratory NASA w południowej Kalifornii. „Widzenie kształtu fali to coś, czego nigdy nie mogliśmy zrobić przed SWOT”.
Analiza zdarzeń geologicznych z wykorzystaniem danych satelitarnych
W artykule opublikowanym niedawno w czasopiśmie Naukabadacze wyśledzili sygnał sejsmiczny pochodzący od tsunami, które rozpoczęło się, gdy do fiordu Dickson Fjord wpadło ponad 880 milionów stóp sześciennych skał i lodu (25 milionów metrów sześciennych). Fiord, będący częścią sieci kanałów na wschodnim wybrzeżu Grenlandii, ma około 540 metrów głębokości i 2,7 km szerokości, a jego ściany są wyższe niż 1830 metrów.
Daleko od otwartego oceanu, w ograniczonej przestrzeni, energia ruchu tsunami miała ograniczone możliwości rozproszenia, więc fala przemieszczała się tam i z powrotem co około 90 sekund przez dziewięć dni. Spowodowało to wstrząsy zarejestrowane na instrumentach sejsmicznych oddalonych o tysiące mil.
Zaawansowane możliwości pomiarowe satelity SWOT
Z wysokości około 560 mil (900 kilometrów) SWOT wykorzystuje swój wyrafinowany interferometr radarowy w paśmie Ka (KaRIn) do pomiaru wysokości prawie całej wody na powierzchni Ziemi, w tym oceanów oraz słodkowodnych jezior, zbiorników i rzek.
„Ta obserwacja pokazuje również zdolność SWOT do monitorowania zagrożeń, co może pomóc w przygotowaniu się na katastrofę i zmniejszeniu ryzyka” – powiedziała Nadya Vinogradova Shiffer, naukowiec programu SWOT z siedziby NASA w Waszyngtonie.
Jak się okazuje, może także zajrzeć do fiordów.
„Rozdzielczość radaru KaRIn była wystarczająco dobra, aby umożliwić obserwacje pomiędzy stosunkowo wąskimi ścianami fiordu” – powiedział Lee-Lueng Fu, naukowiec projektu SWOT. „Ślad konwencjonalnych wysokościomierzy używanych do pomiaru wysokości oceanów jest zbyt duży, aby rozróżnić tak mały zbiornik wodny”.
Więcej informacji na temat tych badań, w tym zdjęcia i wideo, można znaleźć w artykule Szokujące fale z Grenlandii: Tsunami odczuwalne na całym świecie przez 9 dni.
Odniesienie: „Tsunami wywołane osuwiskami skał w fiordzie grenlandzkim uderzało w Ziemię przez 9 dni” Kristian Svennevig, Stephen P. Hicks, Thomas Forbriger, Thomas Lecocq, Rudolf Widmer-Schnidrig, Anne Mangeney, Clément Hibert, Niels J. Korsgaard, Antoine Lucas, Claudio Satriano, Robert E. Anthony, Aurélien Mordret, Sven Schippkus, Søren Rysgaard, Wieter Boone, Steven J. Gibbons, Kristen L. Cook, Sylfest Glimsdal, Finn Løvholt, Koen Van Noten, Jelle D. Assink, Alexis Marboeuf, Anthony Lomax, Kris Vanneste, Taka’aki Taira, Matteo Spagnolo, Raphael De Plaen, Paula Koelemeijer, Carl Ebeling, Andrea Cannata, William D. Harcourt, David G. Cornwell, Corentin Caudron, Piero Poli, Pascal Bernard, Eric Larose, Eleonore Stutzmann, Peter H. Voss, Bjorn Lund, Flavio Cannavo, Manuel J. Castro-Díaz, Esteban Chaves, Trine Dahl-Jensen, Nicolas De Pinho Dias, Aline Déprez, Roeland Develter, Douglas Dreger, Läslo G. Evers, Enrique D. Fernández-Nieto, Ana MG Ferreira, Gareth Funning, Alice-Agnes Gabriel, Marc Hendrickx, Alan L. Kafka, Marie Keiding, Jeffrey Kerby, Shfaqat A. Khan, Andreas Kjær Dideriksen, Oliver D. Lamb, Tine B. Larsen, Bradley Lipovsky, Ikha Magdalena, Jean-Philippe Malet, Mikkel Myrup, Luis Rivera, Eugenio Ruiz-Castillo, Selina Wetter i Bastien Wirtz, 12 września 2024 r., Nauka.
DOI: 10.1126/science.adm9247
Więcej o SWOT
Misja satelitarna Surface Water and Ocean Topography (SWOT), wystrzelona w grudniu 2022 roku z kalifornijskiej bazy sił kosmicznych Vandenberg, to międzynarodowa współpraca skupiająca się na mapowaniu i monitorowaniu powierzchni wód Ziemi z niespotykaną dotąd szczegółowością. SWOT, będący wspólnym projektem prowadzonym przez NASA i francuskie Centre National d’Études Spatiales (CNES), korzysta ze znacznego wkładu Kanadyjskiej Agencji Kosmicznej (CSA) i Brytyjskiej Agencji Kosmicznej.
Obecnie w fazie operacyjnej SWOT gromadzi dane o wysokiej rozdzielczości na temat wysokości i ruchu wody na całym świecie, służąc zarówno badaniom naukowym, jak i szerszym zastosowaniom. Amerykańskim komponentem misji zarządza Laboratorium Napędów Odrzutowych NASA, obsługiwane przez firmę Caltech w Pasadenie w Kalifornii. Aby przeprowadzić szczegółowe obserwacje, NASA udostępniła kilka kluczowych instrumentów, w tym innowacyjny interferometr radarowy w paśmie Ka (KaRIn), który wykorzystuje technologię radarową do precyzyjnego pomiaru wysokości wody. Dodatkowe wkłady amerykańskie obejmują: GPS odbiornik naukowy, retroreflektor laserowy i dwuwiązkowy radiometr mikrofalowy.
CNES dostarczyło również kluczowe technologie, takie jak system pozycjonowania DORIS, wysokościomierz Poseidon o podwójnej częstotliwości opracowany wspólnie z firmą Thales Alenia Space oraz podsystem częstotliwości radiowej KaRIn, przy dodatkowym wsparciu ze strony brytyjskiej Agencji Kosmicznej. Kanadyjska Agencja Kosmiczna dostarczyła zespół nadajnika dużej mocy KaRIn, który ma kluczowe znaczenie dla zwiększonych możliwości radaru. NASA zajmowała się także pojazdem startowym i usługami startowymi w ramach misji w ramach programu usług startowych z siedzibą w Kennedy Space Center na Florydzie.
Łącząc te zaawansowane technologie, SWOT wyznacza nowy standard w zrozumieniu dynamiki wody na Ziemi, co ma konsekwencje dla badań klimatycznych, hydrologii i gotowości na wypadek katastrof.
