حصل "القمر الصناعي لارتفاع سطح الماء وسطح المحيط" (SWOT) التابع لناسا، والذي يستخدم لمراقبة ارتفاعات سطح البحر، بشكل غير متوقع على مراقبة عالية الدقة غير مسبوقة لتسونامي ضخم عندما وقع زلزال قوي قبالة شبه جزيرة كامتشاتكا في نهاية يوليو من هذا العام، مما يوفر للمجتمع العلمي أول صورة بانورامية مفصلة لتسونامي من الفضاء.
وأشار الباحثون في أحدث ورقة بحثية نشرت في مجلة "السجل الزلزالي" إلى أن هذه الملاحظة كشفت التفاصيل المعقدة لانتشار وتفاعل موجات تسونامي في حوض المحيط الهادئ، مما يتحدى الفهم التقليدي القديم لأمواج تسونامي الكبيرة والذي "لا يحدث أي تشتت تقريبا ويظل الشكل سليما بشكل أساسي".
في 29 يوليو، وقع زلزال قوي بقوة 8.8 درجة في منطقة الاندساس سخالين-كامتشاتكا. كان هذا سادس أكبر زلزال يتم تسجيله في العالم منذ عام 1900 وأدى إلى حدوث تسونامي عبر المحيط في المحيط الهادئ. قام Angel Ruiz-Angulo من جامعة أيسلندا وفريقه بدمج بيانات ارتفاع سطح البحر التي حصل عليها SWOT مع سجلات عوامة مراقبة تسونامي أعماق المحيطات (DART) المنتشرة على مسار تسونامي لإعادة بناء عملية التقلب لهذا الحدث. تُظهر ملاحظات SWOT أن تسونامي يقدم بنية موجية دقيقة ومعقدة في حوض المحيط الهادئ، مع قطارات موجية متعددة متشابكة ومتراكبة في الفضاء، وهو ما يتجاوز بكثير المعلومات المحدودة التي يمكن رؤيتها في الماضي عندما كان عدد قليل فقط من العوامات ومقاييس الارتفاع التقليدية "تمر على طول خط رفيع".
تم تطوير القمر الصناعي SWOT بشكل مشترك بين وكالة ناسا والمركز الوطني الفرنسي لأبحاث الفضاء وتم إطلاقه في ديسمبر 2022. هدفه الأولي هو تحقيق قياسات عالمية عالية الدقة للمسطحات المائية على سطح الأرض (بما في ذلك المحيطات والبحيرات والأنهار). من خلال شريط مراقبة يصل عرضه إلى حوالي 120 كيلومترًا وبيانات عالية الدقة المكانية، يمكن لـ SWOT التقاط التقلبات الصغيرة في ارتفاع سطح البحر في نطاق واسع من المناطق البحرية في وقت قصير. وقد تم استخدامه سابقًا بشكل أساسي لدراسة العمليات الديناميكية الدقيقة مثل الدوامات المحيطية. وقال رويز أنجولو إن الفريق استخدم في الأصل بيانات SWOT فقط لدراسة هياكل المحيطات صغيرة الحجم، ولم يتوقع "أن يحدث" حدوث تسونامي واسع النطاق، وبالتالي فتح نافذة مراقبة جديدة لأبحاث تسونامي.
في نظرية تسونامي التقليدية، نظرًا لأن الطول الموجي للتسونامي الكبير أكبر بكثير من عمق المحيط، فعادةً ما تُعتبر هذه الموجات بمثابة موجات جاذبية "غير مشتتة"، أي أنه يتم الحفاظ على شكل الموجة الإجمالي بشكل أساسي أثناء عملية الانتشار ولن تتحلل بشكل كبير إلى موجات رائدة وقطارات موجية لاحقة. ومع ذلك، فإن البيانات التي تم الحصول عليها بواسطة SWOT تظهر هذه المرة خصائص تشتت مهمة: بعد قمة الموجة الرئيسية، هناك سلسلة من قطارات الموجات الخلفية، التي يكون انتشارها وتوزيع الطاقة أكثر اتساقًا مع نتائج المحاكاة العددية التي تأخذ في الاعتبار تأثير التشتت. وبناء على ذلك، يعتقد فريق البحث أن الافتراض الحالي بأن موجات التسونامي الكبيرة تعتبر ببساطة موجات غير مشتتة غير مكتمل، ومن الضروري دمج الآليات الديناميكية المتعلقة بالتشتت في نماذج التنبؤ والمحاكاة.
عند مقارنة الملاحظات وعمليات المحاكاة، وجد الباحثون أيضًا أن نموذج مصدر التسونامي المبكر الذي تم إنشاؤه باستخدام بيانات الموجات الزلزالية وتشوه السطح لم يكن متسقًا تمامًا مع السجلات المقاسة لبعض محطات المد والجزر DART: كان وقت وصول التسونامي الذي تنبأ به النموذج مبكرًا ولاحقًا عند نقطتي المراقبة على التوالي. ثم أجرى الفريق تحليلًا انعكاسيًا باستخدام بيانات DART كقيد لإعادة تقييم المدى المكاني لمنطقة تمزق الزلزال. وأظهرت النتائج أن منطقة الصدع لزلزال كامتشاتكا امتدت إلى الجنوب، حيث بلغ إجمالي طول الصدع حوالي 400 كيلومتر، في حين قدر النموذج السابق بنحو 300 كيلومتر.
وأشار المؤلف المشارك في البحث دييغو ميلغار إلى أنه منذ وقوع الزلزال الذي بلغت قوته 9.0 درجات في بحر توهوكو باليابان في عام 2011، أدرك المجتمع العلمي بشكل متزايد القيمة المهمة لبيانات تسونامي في تقييد توزيع الانزلاق الضحل. ومع ذلك، نظرًا للاختلافات الفنية الكبيرة بين النمذجة الهيدروديناميكية لانتشار التسونامي ومحاكاة انتشار الموجات الزلزالية للأرض الصلبة، لا يزال دمج نوعي البيانات بشكل منهجي في نفس إطار الانعكاس ليس ممارسة شائعة في الصناعة. يُظهر هذا التحليل المشترك لـ SWOT وDART مرة أخرى أن التكامل الكامل لبيانات المراقبة متعددة المصادر يمكن أن يساعد في توصيف عملية تمزق الزلازل الكبيرة وخصائص التسونامي الناجم عنها بشكل أكثر دقة.
وقع زلزال كبير بلغت قوته 9.0 درجة في منطقة الاندساس سخالين-كامتشاتكا في عام 1952، مما أدى إلى حدوث تسونامي ضخم في المحيط الهادئ وشجع بشكل مباشر على بناء نظام دولي للإنذار المبكر لمنطقة المحيط الهادئ بأكملها. كما لعب هذا النظام دورًا مرة أخرى في حدث 2025. وقال رويز أنجولو إنه إذا كان من الممكن استخدام بيانات مراقبة الأقمار الصناعية عالية الدقة مثل SWOT بانتظام في عمليات التنبؤ في المستقبل، فمن المتوقع أن يؤدي ذلك إلى تحسين كبير في دقة وموثوقية التحذيرات من تسونامي في الوقت الفعلي أو في الوقت الفعلي تقريبًا. يعتقد مؤلف البحث أن هذا التسونامي الضخم "الذي تم التقاطه عن طريق الخطأ" يوفر أساسًا تجريبيًا قويًا لإثبات القيمة التطبيقية لأجهزة قياس الارتفاع عبر الأقمار الصناعية في مراقبة التسونامي والإنذار بالكوارث.
تم تجميعها من /ScitechDaily