Il 29 settembre 2009, un terremoto di magnitudo 8,1 ha colpito vicino alle Samoa americane, Samoa e Tonga, innescando uno tsunami che ha causato vittime umane e 200 milioni di dollari di danni alla proprietà sulle isole. Cosa dicono le ricerche della NASA?
Il terremoto ha anche esacerbato un altro problema nelle Samoa americane: subsidenza o sprofondamento del terreno. Se combinato con l’innalzamento relativo del livello del mare, lo sprofondamento del terreno può aumentare la frequenza e la quantità di inondazioni costiere.
La protezione dalle inondazioni sulle isole richiede misurazioni affidabili di quanto il terreno sta affondando e dove, ha affermato Jeanne Sauber, geofisica del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland.
“È necessario sapere in dettaglio dove il terreno sta crollando più velocemente”, ha detto. Sauber e diversi colleghi della NASA stanno combinando strumenti di telerilevamento per capirlo.
Storicamente, le misurazioni della subsidenza sulle piccole isole tropicali sono state difficili da effettuare per due ragioni. Le isole spesso hanno poche risorse per acquisire misurazioni dettagliate sulla superficie terrestre, e le dense nubi di mezzogiorno e la vegetazione possono rendere difficile ottenere buoni dati satellitari.
Usando come esempio l’isola di Tutuila nelle Samoa americane, un team di scienziati della NASA l’anno scorso ha pubblicato uno studio su come mappare meglio i cambiamenti del terreno sulle isole soggette a terremoti. Hanno scoperto che la combinazione di osservazioni satellitari e terrestri potrebbe portare a una mappa più sfumata e completa.
In passato, gli scienziati avevano utilizzato i dati provenienti da due punti di misurazione su Tutuila: una stazione GPS e un indicatore delle maree dell’isola. Solitamente accoppiavano questi punti con l’altimetria satellitare, che consente agli scienziati di monitorare l’altezza della superficie dell’oceano in generale. Ma questi dati fornivano solo un quadro limitato.
Nello studio, i ricercatori hanno aggiunto InSAR, o radar interferometrico ad apertura sintetica, che ha permesso loro di vedere dove stava cambiando il terreno. InSAR è una tecnica che confronta le immagini radar satellitari della stessa area raccolte in momenti diversi per individuare il movimento sulla superficie terrestre e tenere traccia dei cambiamenti nell’altezza del suolo.
Lo studio ha rilevato che Tutuila è affondata in media da 0,24 a 0,35 pollici (da 6 a 9 millimetri) all’anno tra il 2015 e il 2022 rispetto a 0,04 e 0,08 pollici (da 1 a 2 millimetri) all’anno prima del terremoto del 2009. I tassi di affondamento più elevati si sono verificati subito dopo il terremoto, soprattutto lungo le coste.
“Sapevamo quanto il terreno si stava deformando in questo punto grazie alla stazione GPS lì, ma con la tecnica di telerilevamento radar, possiamo ottenere una mappa molto più densa di ciò che sta accadendo in tutta l’isola”, ha detto Stacey Huang, un collega. con il programma post-dottorato della NASA presso la NASA Goddard e l’autore principale dello studio.
Costruire una mappa migliore
I dati del radar ad apertura sintetica vengono raccolti da aerei o satelliti. Funziona inviando impulsi a microonde dal satellite alla superficie terrestre e quindi misurando il tempo impiegato dagli impulsi per rimbalzare e la forza di quella riflessione, o “retrodiffusione”.
A differenza di molti strumenti satellitari, questo tipo di radar può penetrare attraverso le nuvole e la fitta vegetazione, consentendo ai ricercatori di misurare con precisione l’elevazione relativa e i cambiamenti nella superficie terrestre. Lo studio di Huang e Sauber ha utilizzato i dati del satellite Copernicus Sentinel-1A dell’ESA (Agenzia spaziale europea).
I ricercatori hanno utilizzato anche dati dell’altimetro satellitare per valutare il livello del mare e correlarlo con le misurazioni della stazione mareografica di Pago Pago dell’isola.
L’indicatore misurava il livello del mare rispetto a Tutuila, mentre l’altimetro misurava il livello assoluto del mare. La differenza tra loro mostra, tra gli altri segnali, il movimento della terra di Tutuila, o movimento, rispetto al centro della Terra.
Una delle sfide per valutare la subsidenza del terreno sulle isole remote è capire come i movimenti delle isole possano essere influenzati dal movimento più ampio delle placche tettoniche. Includendo le misurazioni della stazione GPS di Tutuila, i ricercatori hanno potuto monitorare la velocità del movimento verticale.
“Quindi non solo possiamo dire cosa sta facendo un punto rispetto a un altro su un’isola, possiamo dire cosa sta facendo quest’isola rispetto ad altre località nel mondo”, ha affermato Sauber, coautore dello studio.
Perché la terra affonda
La subsidenza del terreno in questa parte dell’Oceano Pacifico occidentale è il risultato del movimento delle placche tettoniche del Pacifico e dell’Australia. Quando una placca passa sotto l’altra, lungo la Fossa di Tonga, un profondo canyon nell’Oceano Pacifico, si verifica un fenomeno chiamato subduzione.
Da questo processo spesso derivano terremoti, che creano movimenti verticali della superficie dell’isola, insieme a cambiamenti della superficie terrestre.
Per capire quanto è cambiata la terra dopo ogni terremoto, gli scienziati misurano qualcosa chiamato movimento verticale della terra, il movimento su e giù della terra dovuto alla rimozione e alla riorganizzazione dei materiali nel sottosuolo terrestre.
“Nel corso di centinaia di migliaia di anni, o addirittura milioni di anni, queste isole vulcaniche tendono ad affondare mentre si raffreddano”, ha affermato Eric Fielding, un geofisico del Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California. “Questo processo geologico a lungo termine si applica alle Isole Samoa, e il ciclo dei terremoti si aggiunge a ciò”.
L’innalzamento del livello del mare aggrava il problema, ha affermato Richard Ray, terzo autore dello studio e geofisico della NASA Goddard. A Tutuila, ad esempio, il livello relativo del mare sta aumentando di ben cinque volte la media globale, secondo uno studio precedente che includeva Ray e Sauber.
Secondo uno studio, il livello medio globale del mare è aumentato di 0,11 pollici (2,7 millimetri) dal 2021 al 2022. Analisi della NASA dei dati satellitari. In quello studio del 2019, gli scienziati hanno scoperto che l’innalzamento del livello del mare nella regione rispetto alla terra era compreso tra 0,04 e 0,08 pollici (da 2 a 3 millimetri) all’anno prima del terremoto, ma ora, l’innalzamento relativo del livello del mare è molte volte superiore alla media globale.
“Tre millimetri potrebbero non sembrare molti, ma fanno la differenza nel tempo man mano che si accumulano”, ha detto Ray.
Molte isole in tutto il mondo si trovano ad affrontare l’innalzamento del livello del mare e condividono caratteristiche simili con Tutuila. I ricercatori sperano di applicare ciò che hanno imparato da Tutuila ad altre isole per la pianificazione della resilienza costiera, incluso sforzi di collaborazione tra la NASA e le Nazioni Unite per informare le decisioni nelle nazioni delle isole del Pacifico.
Il lancio è previsto per l’inizio del 2024, NISAR – abbreviazione di NASA-ISRO Synthetic Aperture Radar – sviluppato congiuntamente dalla NASA e dall’ISRO (Indian Space Research Organization), seguirà i movimenti delle superfici terrestri e ghiacciate della Terra in modo estremamente dettagliato e aiuterà a identificare e tracciare il movimento verticale del terreno in tutto il mondo.
La pianificazione della resilienza costiera è necessaria per proteggere le persone che vivono sulle isole più piccole e richiede dati affidabili.
“Abbiamo davvero bisogno di sapere quanto velocemente quella terra sta sprofondando in modo che le decisioni politiche possano essere basate su dati scientifici”, ha affermato Sauber. “Non vuoi allontanare le persone dalle loro case a meno che non si trovino davvero in una situazione terribile.”
Fonte: Amministrazione nazionale per l’aeronautica e lo spazio
Da un’altra testata giornalistica. news de www.technology.org
