Um novo estudo da NASA está desafiando uma teoria de longa data de que os tsunamis se formam e adquirem sua energia principalmente do movimento vertical do fundo do mar.

Um fato indiscutível é que a maioria dos tsunamis resulta de um deslocamento massivo do fundo do mar - geralmente da subducção, ou deslizando, de uma placa tectônica sob outra durante um terremoto. Experimentos conduzidos em tanques de ondas na década de 1970 demonstraram que a elevação vertical do fundo do tanque poderia gerar ondas semelhantes a um tsunami. Na década seguinte, Cientistas japoneses simularam deslocamentos horizontais do fundo do mar em um tanque de ondas e observaram que a energia resultante era desprezível. Isso levou à opinião amplamente aceita de que o movimento vertical do fundo do mar é o principal fator na geração do tsunami.

Em 2007, Tony Song, oceanógrafo do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia, lançar dúvidas sobre essa teoria depois de analisar o poderoso terremoto de Sumatra em 2004 no Oceano Índico. Dados de sismógrafos e GPS mostraram que a elevação vertical do fundo do mar não produziu energia suficiente para criar um tsunami tão poderoso. Mas as formulações de Song e seus colegas mostraram que, uma vez que a energia do movimento horizontal do fundo do mar foi fatorada, toda a energia do tsunami foi contabilizada. Esses resultados corresponderam aos dados do tsunami coletados de um trio de satélites - o NASA / Centre National d'Etudes Spatiales (CNES) Jason, o Geosat Follow-on da Marinha dos EUA e o Satélite Ambiental da Agência Espacial Europeia.

Outras pesquisas de Song sobre o terremoto de Sumatra em 2004, usando dados de satélite da missão NASA / German Aerospace Center Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE), também apoiou sua afirmação de que a quantidade de energia criada pela elevação vertical do fundo do mar por si só foi insuficiente para um tsunami desse tamanho.

"Eu tinha todas essas evidências que contradiziam a teoria convencional, mas eu precisava de mais provas, "Song disse.

Sua busca por mais provas baseava-se na física, ou seja, o fato de que o movimento horizontal do fundo do mar cria energia cinética, que é proporcional à profundidade do oceano e à velocidade de movimento do fundo do mar. Depois de avaliar criticamente os experimentos com tanques de ondas da década de 1980, Song descobriu que os tanques usados ​​não representavam com precisão nenhuma dessas duas variáveis. Eles eram muito rasos para reproduzir a proporção real entre a profundidade do oceano e o movimento do fundo do mar que existe em um tsunami, e a parede do tanque que simulava o movimento horizontal do fundo do mar movia-se muito lentamente para replicar a velocidade real na qual uma placa tectônica se move durante um terremoto.

"Comecei a considerar que essas duas representações errôneas eram responsáveis ​​pela conclusão há muito aceita, mas enganosa, de que o movimento horizontal produz apenas uma pequena quantidade de energia cinética, "Song disse.

Construindo um tanque de ondas melhores

Para colocar sua teoria à prova, Song e pesquisadores da Oregon State University em Corvallis simularam os terremotos Sumatra de 2004 e Tohoku de 2011 no Laboratório de Pesquisa de Ondas da universidade usando observações de satélite e medidas diretas como referência. Como os experimentos da década de 1980, eles imitaram o deslocamento horizontal da terra em dois tanques diferentes, movendo uma parede vertical no tanque contra a água, mas eles usaram um criador de ondas movido a pistão, capaz de gerar velocidades mais rápidas. Eles também explicaram melhor a proporção da profundidade da água com a quantidade de deslocamento horizontal em tsunamis reais.

Os novos experimentos ilustraram que o deslocamento horizontal do fundo do mar contribuiu com mais da metade da energia que gerou os tsunamis de 2004 e 2011.

"Deste estudo, demonstramos que precisamos olhar não apenas para o movimento vertical, mas também horizontal do fundo do mar para derivar a energia total transferida para o oceano e prever um tsunami, "disse Solomon Yim, professor de engenharia civil e de construção na Oregon State University e co-autor do estudo.

A descoberta valida ainda mais uma abordagem desenvolvida por Song e seus colegas que usa a tecnologia GPS para detectar o tamanho e a força de um tsunami para avisos precoces.

O Sistema de Posicionamento Global Diferencial Global (GDGPS) gerenciado pelo JPL é um sistema de processamento GPS em tempo real muito preciso que pode medir o movimento do fundo do mar durante um terremoto. Conforme a terra muda, estações receptoras terrestres mais próximas do epicentro também mudam. As estações podem detectar seu movimento a cada segundo por meio de comunicação em tempo real com uma constelação de satélites para estimar a quantidade e a direção do deslocamento horizontal e vertical que ocorreu no oceano. Eles desenvolveram modelos de computador para incorporar esses dados com a topografia do fundo do oceano e outras informações para calcular o tamanho e a direção de um tsunami.

“Ao identificar o importante papel do movimento horizontal do fundo do mar, nossa abordagem GPS estima diretamente a energia transferida por um terremoto para o oceano, "Song disse." Nosso objetivo é detectar o tamanho de um tsunami antes mesmo de se formar, para avisos antecipados. "

O estudo é publicado em Journal of Geophysical Research - Oceanos .