Palydovas pateikė precedento neturintį vaizdą: mokslininkai pamatė, kaip formuojasi cunamis
Viena didžiausių geofizikos ir kosminių tyrimų naujienų pastaraisiais metais – palydovo „SWOT“ (angl. Surface Water and Ocean Topography) perduoti duomenys, leidę pirmą kartą tiesiogiai, dvimačiu vaizdu stebėti, kaip gimsta cunamis. Mokslininkai tai vadina tsunamigeneze – ankstyvąja cunamio formavimosi faze, kuri iki šiol buvo aprašoma daugiausia teoriniais modeliais.
Iki šiol mokslui trūko priemonių, galinčių pakankamai tiksliai „pamatyti“ patį reiškinio užuomazgų momentą ties jo šaltiniu. Tačiau „SWOT“ suteikė precedento neturintį vaizdą iš orbitos, užfiksuotą itin tiksliai virš vietos, kur netrukus prasidėjo katastrofa.
Viskas prasidėjo 2025 m. liepos 29 d. vėlų vakarą, kai netoli Rusijos Kamčiatkos pusiasalio staiga įtrūko Žemės pluta. Giliai po Ramiojo vandenyno paviršiumi, aktyvioje subdukcijos zonoje (vietoje, kur viena tektoninė plokštė slysta po kita), per dešimtmečius kaupta energija išsiveržė į išorę. Įvyko itin stiprus, 8,8 magnitudės žemės drebėjimas.
Uolienų masių judėjimas staigiai pakeitė jūros dugno padėtį, o tai į judesį paleido virš jo esantį milžinišką vandens stulpą. Taip ir susiformavo cunamis. Smūginė banga ėmė sklisti į visas puses per atvirą vandenyną itin dideliu greičiu, o pasiekusi pakrantes kai kuriose vietovėse išaugo iki daugiau kaip 17 metrų aukščio.
Satelitas „SWOT“ – naujos žmonijos „akys“ vandenynuose
Šio mokslo proveržio pagrindas – palydovinė misija „SWOT“, kurią įgyvendina „NASA“ ir Prancūzijos kosmoso agentūra „CNES“. Nors palydovas iš pradžių buvo kuriamas pasauliniams vandens lygiams ir vandenynų cirkuliacijai stebėti, praktika parodė, kad jis gali būti itin naudingas ir krizių valdymui bei ekstremalių reiškinių modeliavimui.
Šiuolaikinės ankstyvojo perspėjimo sistemos dažniausiai remiasi „DART“ bojų (angl. Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis) tinklu. Tokios bojos yra labai svarbios, tačiau jų galimybės ribotos: jos matuoja slėgio pokyčius konkrečiuose taškuose jūros dugne. Tai reiškia, kad jos nepateikia pilno, dvimačio vaizdo – neparodo visos bangos struktūros, jos sklidimo krypties ar kreivumo.
„SWOT“ čia iš esmės keičia situaciją: jis leidžia plačiu mastu stebėti vandenyno paviršių centimetro lygio tikslumu ir pateikia duomenis, kurių iki šiol tiesiog nebuvo įmanoma surinkti.
Laimingas sutapimas ir dispersinės bangos
Ignacio Sepúlvedos vadovaujamai San Diego valstijos universiteto mokslininkų grupei nusišypsojo sėkmė. Praėjus vos maždaug 70 minučių po žemės drebėjimo, „SWOT“ praskrido virš Ramiojo vandenyno maždaug 600 kilometrų nuo epicentro. Dėl to pavyko užfiksuoti ne tik pagrindinę smūginę bangą, bet ir visą „traukinį“ mažesnių bangų, sekusių iš paskos.
Šios antrinės bangos, vadinamos dispersinėmis, tapo vienu svarbiausių atradimo elementų. Iki šiol tradiciniai cunamių modeliai, vadinami ilgabangiais (angl. long-wave) modeliais, dažniausiai jų neįtraukdavo, nes ankstesnės technologijos retai leisdavo jas patikimai aptikti.
Bandydami atkurti įvykius prie Kamčiatkos įprastais algoritmais, mokslininkai pastebėjo, kad skaičiavimai nesutampa su tuo, ką užfiksavo palydovas. Paaiškėjo, kad standartiniai modeliai „nemato“ mažesnių bangų, o būtent jos gali atskleisti itin reikšmingą informaciją apie patį drebėjimo šaltinį.
Prognozavimo ateitis – Boussinesq tipo modeliai
Norėdami tiksliai interpretuoti „SWOT“ duomenis, tyrėjai pasitelkė pažangesnius matematinius sprendimus – Boussinesq tipo modelius. Tokie modeliai leidžia atsižvelgti į vertikalius vandens pagreičius, kurie yra būtini dispersinėms bangoms aprašyti.
Taikydami šį metodą, mokslininkai sugebėjo itin tiksliai nustatyti cunamio kilmės vietą – maždaug 10 kilometrų tikslumu nuo vandenyno įdubos (tranšėjos). Tai – tiksliausias iki šiol pasiektas tiesioginis „žvilgsnis“ į tsunamigenezę.
Praktinė tokio proveržio nauda labai aiški: patobulinti modeliai reiškia ne vien akademinę pažangą, bet ir tikslesnius ankstyvojo perspėjimo sprendimus. Turint tikslesnius duomenis ir geresnius algoritmus, galima patikimiau prognozuoti bangos aukštį, jos atvykimo laiką į konkrečią pakrantę ar uostą ir galimą žalos mastą.
Ilgainiui palydovų, tokių kaip „SWOT“, duomenų integracija su esamais bojų tinklais gali padėti išgelbėti tūkstančius gyvybių. Supratimas, kas vyksta vandenyno tranšėjoje pirmosiomis minutėmis po smūgio, suteikia gelbėjimo tarnyboms brangų laiką evakuacijai. Tai, kas buvo sukurta vandens topografijai tirti, gali tapti vienu svarbiausių įrankių, saugančių žmones nuo vandenyno stichijos.
