Mapování zemětřesení ve státě Oaxaca očima družic


Ráno 23. června 2020 zasáhlo silné zemětřesení jižní mexický stát Oaxaca. Zemětřesení o síle 7,4 magnitudy vedlo k evakuaci oblasti, aktivaci varování před tsunami a poškodilo tisíce domů. Družicová radarová data z mise Sentinel-1 systému Copernicus jsou nyní využívána k analyzování efektu zemětřesení na zemský pokryv.

Mexiko je jednou ze seismicky nejaktivnějších oblastí, neboť se nachází na vrcholu tří z největších zemských tektonických desek – Severoamerické, Kokosové a Pacifické. V blízkosti nejsevernějšího mexického regionu koliduje Severoamerická deska s Kokosovou, která je tlačena pod povrch v subdukční zóně (jev, kdy se jedna litosférická deska zasouvá pod druhou). Tento geologický proces je spojený s mnoha ničivými zemětřeseními na Tichomořském pobřeží Mexika. A to včetně toho nejnovějšího, které proběhlo 23. června.

K zemětřesení v oblasti Oaxaca došlo v 10:29 místního času, přičemž epicentrum události bylo zhruba 12 km jihozápadně od města Santa María Zapotitlán. Několik následných otřesů bylo zaznamenáno ještě ten den, dalších pět pak v příštích 24 hodinách.

Zatímco dnes neznáme způsob, kterak předpovědět zemětřesení, radarové snímky z družic dovolují přesně zmapovat jejich důsledky. Družice Sentinel-1 systému Copernicus opakovaně prokázala, že je schopná měřit deformace povrchu způsobené tektonikou, sopečnými erupcemi nebo propady půdy.

Snímky ESA vizualizují data z družic Sentinel-1A a -1B, které byly pořízeny krátce před zemětřesením a bezprostředně po něm. Byly zkombinovány tak, aby zachytily proměny povrchu, k nimž došlo mezi těmito dvěma snímky. To vede k barevnému interferenčnímu vzoru známému jako interferogram, který vědcům umožňuje kvantifikovat posun povrchu.

Projektový manažer mise Sentinel-1 Ramón Torres vysvětluje: „Interferogram zachycuje posun povrchu v radarovém vidění, což je polovina radarové vlnové délky. Vzdálenost mezi interferenčními cykly, od žluté ke žluté, odpovídá 28 mm deformaci v radarovém vidění. Například modro-zeleno-červený barevný cyklus představuje pohyb směrem k radaru, tak červeno-zeleno-modrá barva zachycuje deformaci směrem od radaru.“

„Barvy lze vykreslit tak, aby byla možná jejich konverze na metry. Výsledek, odkazující na mapy posunu povrchu, ukazuje relativní deformaci způsobenou zemětřesením.“

Na snímcích Oaxaca byla zaznamenána deformace zemského pokryvu až o 0,45 m, a to v oblasti pobřežního města La Crucecita. Právě zde se nacházelo epicentrum.

Díky 250 km širokému záběru nad pevninou nabízí družice systému Copernicus Sentinel-1 kontextový pohled na změny v zemském pokryvu, což jim dovoluje studovat posuny povrchu a dále tak prohlubovat naše znalosti o zemětřeseních.

Vědci přitom těží ze skutečnosti, že jsou k dispozici snímky z družic Sentinel-1A a Sentinel-1B, takže byli schopni kvantifikovat pohyb zemského pokryvu ve vertikálním i východo-západním směru. A to kombinací radarových snímků získaných při přeletech družic ze severu na jihu a naopak, z jihu na sever.

Zatímco stávající radarové mise jsou omezeny na měření posuvu povrchu ve směru východ-západ, připravovaná kandidátská mise programu

Earth Explorer pojmenovaná Harmony je schopna rozšířit tuto vlastnost přidáním dalšího „úhlu pohledu“ k misi Sentinel-1.

V oblastech, kde je posuv povrchu dominantní v severojižním směru, bude mít mise Harmony schopnost systematicky a přesně měřit další dimenzi události. To může pomoci vyřešit nejasnosti v základních geofyzikálních procesech, které vedou k zemětřesením, sesuvům půdy a vulkanismu.

Pokud se podíváme do budoucnosti, nadcházejících šest kandidátských misí s vysokou prioritou výrazně rozšíří stávající kapacitu misí Sentinel. Jednou z nich je syntetický aperturní radar v pásmu L (mise ROSE-L), která umožní rozšířit stávající kapacitu družic Sentinel-1. Mise v následující dekádě dovolí vědcům mnohem lépe mapovat zemětřesení.

Ramón Torres k tomu dodává: „Služby Sentinel-1 jsou v následujících dekádách velmi dobře zajištěné. U následujících družic Sentinel-1C a Sentinel-1D probíhá kompletace a koncem tohoto roku začnou práce na návrhu následující generace těchto družic.“

Další informace jsou k dispozici na portálu Evropské kosmické agentury (ESA).

Rubriky