Terremotos y el sistema GPS: La ionosfera como amplificadoras de ondas sísmicas

ESA
Publicado en diciembre de 2003. Recuperado en julio de 2011.

Las técnicas de teledetección remota desde satélite pueden ser utilizadas para detectar terremotos terrestres, incluyendo zonas deshabitas, áreas marinas, etc.

Un equipo del Instituto de Physique du Globe de Paris y del Instituto de Tecnología de California han usado los datos del GPS, Global Positioning System, de la constelación de satélites para analizar las perturbaciones de la ionosfera que se generaron después del terremoto de magnitud 7.9 que sacudió el pasado noviembre a Denali, Alaska.

Sus trabajos han sido publicados en la revista científica Geophysical Research Letters y han sido soportados por el proyecto de la ESA, Space Weather Applications Pilot Project.

La ionosfera es una región llena de partículas cargadas a una altura que oscila entre los 75 y 1000 km. Tiene la notable capacidad de interferir a la propagación de las ondas de radio, y en particular a las señales de navegación del sistema GPS de los satélites que lo soporta. Las fluctuaciones en la ionosfera pueden causar un retraso en la señal, errores de navegación o en casos extremos de inutilizar durante horas los servicios de radio localización.

Mientras que las interferencias son un problema para los usuarios de GPS, para otros es una fuente de información. Los investigadores han estudiado el origen de tales fluctuaciones en tiempo real, que a fin de cuenta están asociadas a las variaciones de la densidad de electrones.

El equipo franco-americano ha utilizado las señales del sistema GPS para medir la actividad geológica en California pero han utilizado los datos para obtener una estructura tridimensional de la ionosfera con gran detalle.

Cuando sucedió el terremoto de Denali, ocurrido el 3 de noviembre del 2002, el equipo tuvo la oportunidad de usar estas técnicas e investigar otra propiedad de la ionosfera, su habilidad de trabajar con un amplificador natural de ondas sísmicas que se mueven a través de la superficie terrestre.

Hay varios tipos de ondas sísmicas que se mueven en la tierra cuando un terremoto sucede, las de mayor escala y otras menores que se llaman ondas de Rayleigh. Este tipo de ondas se propagan en el suelo hacia arriba y abajo, de un lugar a otro, de la misma manera que las olas marinas lo hacen el océano.

Anteriores estudios han establecido que las ondas de Rayleigh pueden, a su vez, generar perturbaciones de gran escala en la ionosfera. Un desplazamiento de un milímetro de pico a pico al nivel del suelo puede provocar oscilaciones de mas de 100 m a una altitud de 150 km.

Usando las señales de seis satélites del sistema GPS visibles desde la superficie, pudieron estimar la amplitud de la perturbación - alrededor de los 290-300 km de altura.

Las señales ionosféricas observadas tenían un parecido llamativo en sus formas con los modelos de comportamiento sísmico. Esta técnica podría detectar terremotos en zonas sin detectores sísmicos, tales como en las profundidades marinas.

"En el marco del proyecto Galileo planeamos desarrollar y mejorar estas técnicas” dijo Ducic. "Galileo doblará el número de satélites y nos permitirá obtener mejores mapas de la ionosfera. Esperamos desarrollar en Europa una densa red de estaciones Galileo/GPS para analizar continuamente estos fenómenos”.

La ESA, junto con el Ministerio francés de investigación y el CNES han decidido patrocinar un pre-proyecto llamado SPECTRE - Service and Products for Ionosphere Electronic Content and Tropospheric Refractive, sobre Europa desde GPS con objeto de desarrollar mapas de alta resolución de la ionosfera.

Estas investigaciones serán soportadas por el futuro microsatélite francés DEMETER (Detection of Electro-Magnetic Emissions Transmitted from Earthquake Regions) que será lanzado el 2004 y estudiará las señales que volcanes, seísmos y las actividades humanas generan en la ionosfera. Estas actividades serán realizadas también por el ESA en el marco del proyecto Space Weather Applications Pilot Project.

Más información en la página de la ESA.
https://www.esa.int/export/esaSA/SEMUPAWLDMD_earth_0.html