El estudio de la NASA desafía la teoría de la formación del tsunami de larga duración

Foto tomada el 11 de marzo de 2011, por Sadatsugu Tomizawa y lanzado a través de Jiji Press el 21 de marzo de 2011, mostrando las olas del tsunami golpeando la costa de Minamisoma en la Prefectura de Fukushima, Japón. Crédito: Sadatsugu Tomizawa CC BY-NC-ND 2.0

Datos rápidos:

› La teoría convencional sostiene que el movimiento vertical del lecho marino crea casi toda la energía que genera tsunamis.

› Un nuevo estudio muestra que el movimiento del lecho marino horizontal también crea energía para los tsunamis.

› La búsqueda valida aún más un enfoque basado en GPS para detectar el tamaño y la fuerza de un tsunami para advertencias tempranas.

Un nuevo estudio de la NASA está desafiando una teoría de largo plazo que los tsunamis se forman y adquieren su energía sobre todo del movimiento vertical del lecho marino.

Un hecho indiscutido es que la mayoría de los tsunamis resultan de un desplazamiento masivo del lecho marino--generalmente de la subducción, o del desplazamiento, de una placa tectónica debajo de otra durante un terremoto. Los experimentos realizados en los tanques de olas en la década de 1970 demostraron que la elevación vertical del fondo del tanque podría generar ondas similares a las del tsunami. En la década siguiente, los científicos japoneses simularon desplazamientos horizontales del lecho marino en un tanque de olas y observaron que la energía resultante era despreciable. Esto condujo a la visión ampliamente sostenida actual de que el movimiento vertical del lecho marino es el factor principal en la generación del tsunami.

En 2007, Tony Song, un oceanógrafo en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, echó la duda sobre esa teoría después de analizar el poderoso terremoto de Sumatra en 2004 en el Océano Índico. Los datos de sismógrafo y GPS mostraron que el levantamiento vertical del lecho marino no producía suficiente energía para crear un tsunami tan poderoso. Pero las formulaciones de Song y sus colegas mostraron que una vez que la energía del movimiento horizontal del lecho marino fue factorizada, se dio cuenta de toda la energía del tsunami. Esos resultados coincidieron con los datos de tsunamis recolectados de un trío de satélites-la NASA/Centre National d ' Etudes espaciales (CNES) Jason, el seguimiento Geosat de la Armada de los Estados Unidos y el satélite medioambiental de la Agencia Espacial Europea.

Otras investigaciones de Song sobre el terremoto de Sumatra de 2004, utilizando datos satelitales de la misión de la NASA/Centro Aeroespacial Alemán para la recuperación de la gravedad y el experimento climático (Grace), también respaldaron su afirmación de que la cantidad de energía creada por el levantamiento vertical del lecho marino solo fue insuficiente para un tsunami de ese tamaño.

"tenía toda esta evidencia que contradice la teoría convencional, pero necesitaba más pruebas", dijo Song.

Su búsqueda de más pruebas se basaba en la física-a saber, el hecho de que el movimiento del lecho marino horizontal crea energía cinética, que es proporcional a la profundidad del océano y la velocidad del movimiento del lecho marino. Después de evaluar críticamente los experimentos del tanque de la onda de los años 80, Song encontró que los tanques usados no representaron exactamente ninguna de estas dos variables. Eran demasiado superficiales para reproducir la relación real entre la profundidad oceánica y el movimiento del lecho marino que existe en un tsunami, y la pared en el tanque que simulaba el movimiento horizontal del lecho marino se movía demasiado despacio para replicar la velocidad real a la que se mueve una placa tectónica durante un terremoto.

"Comencé a considerar que esas dos tergiversaciones eran responsables de la conclusión largamente aceptada pero engañosa de que el movimiento horizontal produce sólo una pequeña cantidad de energía cinética", dijo Song.

Construyendo un mejor tanque de olas.

Para poner su teoría a prueba, Song y los investigadores de la Universidad de estado de Oregon en Corvallis simularon los terremotos 2004 de Sumatra y 2011 Tohoku en el laboratorio de investigación de la onda de la Universidad usando las observaciones directamente medidas y basadas en los satélites como referencia. Al igual que los experimentos de los años ochenta, mimetizaron el desplazamiento horizontal de la tierra en dos tanques diferentes moviendo una pared vertical en el tanque contra el agua, pero utilizaron un fabricante de ondas con motor de pistón capaz de generar velocidades más rápidas. También mejor contabilizaron la proporción de la profundidad del agua con la cantidad de desplazamiento horizontal en los tsunamis reales.

Los nuevos experimentos ilustraron que el desplazamiento horizontal del lecho marino aportó más de la mitad de la energía que generó los tsunamis de 2004 y 2011.

"A partir de este estudio, hemos demostrado que necesitamos mirar no sólo la vertical sino también el movimiento horizontal del lecho marino para derivar la energía total transferida al océano y predecir un tsunami", Said Solomon Yim, profesor de ingeniería civil y de construcción de la Universidad Estatal de Oregon y coautor del estudio.

La búsqueda valida aún más un enfoque desarrollado por Song y sus colegas que utiliza la tecnología GPS para detectar el tamaño y la fuerza de un tsunami para advertencias tempranas.

17 de enero de 2008:

La investigación del tsunami de la NASA hace olas en la comunidad científica.

Usando datos GPS (flechas púrpuras) para medir los desplazamientos de tierra, los científicos replicaron el tsunami del océano Índico de diciembre de 2004, cuyas crestas y abrevaderos se muestran aquí en rojos y azules, respectivamente. La investigación mostró que los datos GPS se pueden utilizar para estimar de manera fiable el potencial destructivo de un tsunami en cuestión de minutos. Crédito de la imagen: NASA/JPL

El sistema de posicionamiento global diferencial administrado por JPL (GDGPS) es un sistema de procesamiento GPS en tiempo real muy preciso que puede medir el movimiento del lecho marino durante un terremoto. Mientras que la tierra cambia de puesto, las estaciones de tierra del receptor más cerca al epicentro también cambian de puesto. Las estaciones pueden detectar su movimiento cada segundo a través de la comunicación en tiempo real con una constelación de satélites para estimar la cantidad y dirección de desplazamiento horizontal y vertical de la tierra que tuvo lugar en el océano. Desarrollaron modelos computacionales para incorporar esos datos con topografía del suelo oceánico y otra información para calcular el tamaño y la dirección de un tsunami.

"Al identificar el importante papel del movimiento horizontal del lecho marino, nuestro enfoque GPS estima directamente la energía transferida por un terremoto al océano", dijo Song. "nuestro objetivo es detectar el tamaño de un tsunami antes de que incluso se forme, para advertencias tempranas."

El estudio se publica en el diario de la investigación geofísica--océanos.

Publicado el 27 Abr. 2017
Un nuevo estudio de la NASA está desafiando una teoría de largo plazo sobre cómo los tsunamis se forman y ofrecen un nuevo método para pronosticar las ondas de gran alcance. La mayoría de los tsunamis resultan de un desplazamiento masivo del lecho marino--generalmente de la subducción, o del desplazamiento, de una placa tectónica debajo de otra durante un terremoto. Utilizando un gran tanque de ondas, los investigadores simularon desplazamientos de tierras horizontales y encontraron que puede contribuir significativamente a la fuerza de algunos tsunamis.

Alan Buis
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California
818-354-0474
Alan.buis@jpl.nasa.gov

Written by Samson Reiny
NASA Earth Science News Team

Traducción: El Quelonio Volador