A NASA kísérleti programja műholdas helymeghatározó rendszerek jelei alapján bő fél órával korábban meg tudta mondani, hogy mikor éri el a 2025. júliusi kamcsatkai földrengés nyomán keletkezett cunami Hawaii partjait.
A GUARDIAN (GNSS Upper Atmospheric Real-time Disaster Information and Alert Network) rövidítésű, stílszerűen őrző, oltalmazó jelentésű program a NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) űrgeodéziai projektje keretében folyik. A kaliforniai szakemberek a globális navigációs műholdrendszerek (Global Navigation Satellite Systems, GNSS), mint például az amerikai GPS és az európai Galileo jeleit használják arra, hogy adott esetben extra felkészülési időt nyújtsanak a szökőárak által veszélyeztetett területek lakóinak. Nem nehéz belátni, hogy egy cunami érkezésekor életeket menthet, ha kellő időben jön a figyelmeztetés a veszélyre.
A fenti animáció egy megtörtént esetet mutat be. 2025. július 29-én az orosz távol-keleti partoknál, Kamcsatkán bekövetkezett 8,8-as erősségű földrengést láthatjuk (lila színnel), amely a Csendes-óceán északi részén végigvonuló szökőárat okozta. A cunami több mint 800 km/h sebességgel száguldott Hawaii felé. A piros, narancssárga, sárga és zöld karikák a GPS és más navigációs műholdak jeleit követő földi állomások valós idejű adatait szimbolizálják. A zavarokat a GNSS vevőberendezések mérési adataiban a GUARDIAN mesterséges intelligenciával működő algoritmusai észlelték, már 8 perccel a földrengés után.
A következő néhány órában a GUARDIAN szinte valós időben követte a szökőár jeleit a Csendes-óceánon. A rendszer kb. 32 perccel korábban jelezte a Kauai partjaihoz beérkező hullámot, mielőtt az odaért és az árapálymérő hálózat érzékelői jelezték volna. Az eredmények igazolták, hogy a GUARDIAN hasznosan ki tudja egészíteni a meglévő korai figyelmeztető rendszereket.
A szakemberek számára továbbra is kihívást jelent annak megállapítása, hogy egy adott földrengés okoz-e szökőárat vagy sem. Szeizmikus adatokra és számítógépes szimulációkra támaszkodnak a legjobb előrejelzések elkészítéséhez, majd megvárják, amíg az óceán fenekére szerelt nyomásérzékelők megerősítik az áthaladó hullámot. Ezek az érzékelők jól működnek, de drágák és ritkán vannak telepítve, így a térbeli lefedettségük nem tökéletes. A meglévő hiányosságok miatt a figyelmeztetési idő túlságosan rövid lesz.
A GUARDIAN költséghatékony megközelítéssel egészíti ezeket az előrejelzéseket. A GNSS műholdak folyamatosan rádiójeleket küldenek a Föld körüli pályájukról a világszerte telepített vevőberendezések felé. A JPL által fenntartott, differenciális GNSS méréseket lehetővé tevő rendszer (Global Differential GPS System, GDGPS) a deciméteresnél nagyobb pontosságú, valós idejű helyzetmeghatározást biztosít. Mielőtt a vevőkbe érkeznek, a rádiójeleknek át kell haladniuk a földi légkör legfelső, elektromosan töltött részecskéből álló rétegén, az ionoszférán. Nem csak a naptevékenységgel kapcsolatba hozható űridőjárási jelenségek, de egyes földfelszíni hatások is megzavarhatják az ionoszférát. A nagy erejű földrengések okozta lökéshullámok például a levegőben elérhetnek egészen az ionoszféráig. Ez pedig kimutatható hatással van a GNSS rádiójelek terjedésére.
A GUARDIAN jelenleg több mint 350 GNSS földi állomás adatait vizsgálja a Csendes-óceáni tűzgyűrű környékén, ahonnan az óceán legpusztítóbb szökőárjai indulhatnak. De a rendszer lehetséges alkalmazási területei nem korlátozódnak a cunami-előrejelzésekre. Földrengések, vulkánkitörések, rakétatesztek, űreszközök belépése a légkörbe, meteorit-becsapódások – bármi megfigyelés tárgya lehet, ami nagy lökéshullámot indít el a légkörben.
Bár a tavaly nyári kamcsatkai földrengés szerencsére nem okozott széles körű károkat, megmutatta, hogy a NASA tudományos módszerei hogyan adhatnak a közösségeknek néhány plusz percet a cselekvésre egy ilyen természeti katasztrófa bekövetkeztekor.
Kapcsolódó linkek:
See NASA’s GUARDIAN Catch a Tsunami (NASA)
A GUARDIAN honlapja
