Desencadenados por terremotos, volcanes submarinos y otras fuerzas que sacuden la Tierra, los tsunamis pueden devastar las comunidades costeras. Y cuando se trata de alertar con antelación, cada segundo cuenta. Algunos científicos del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL, por sus siglas en inglés) de la NASA están poniendo a prueba un novedoso método para detectar, desde los confines de la atmósfera, las olas más mortíferas del océano.
Llamado Red de GNSS para Alerta e Información de Desastres en Tiempo Real desde la Atmósfera Superior (GUARDIAN, por sus siglas en inglés), este sistema experimental de vigilancia aprovecha los datos de grupos de satélites de GPS y otros satélites de determinación de la posición que orbitan alrededor de nuestro planeta. Colectivamente, estos grupos de satélites se conocen como sistemas mundiales de navegación por satélite (GNSS, por sus siglas en inglés). Sus señales de radio viajan a cientos de estaciones científicas terrestres alrededor del mundo, y esos datos son procesados por la red de GPS Diferencial Mundial (GDGPS, por sus siglas en inglés) de JPL, lo que mejora la precisión posicional en tiempo real hasta unos 10 centímetros (cuatro pulgadas).
El nuevo sistema filtra las señales en busca de indicios de que se ha producido un tsunami en algún lugar de la Tierra. ¿Y cómo funciona? Durante un tsunami, una extensa área de muchos kilómetros cuadrados de la superficie del océano puede subir y bajar casi al unísono, desplazando una cantidad significativa de aire por encima de ella. El aire desplazado se propaga en todas direcciones en forma de ondas de sonido y gravitacionales de baja frecuencia. En unos cuantos minutos, estas vibraciones alcanzan la capa superior de la atmósfera: la ionosfera, que está cocinada por el Sol y cargada eléctricamente. El consiguiente choque de las ondas de presión con las partículas cargadas puede distorsionar ligeramente las señales de los satélites de navegación cercanos.
Si bien las herramientas de navegación generalmente buscan corregir tales perturbaciones ionosféricas, los científicos pueden emplearlas como una señal de alarma para salvar vidas, señaló Léo Martire, científico de JPL que desarrolla GUARDIAN. “En lugar de corregir esto como un error, lo usamos como datos para encontrar peligros naturales”, dijo Martire.
La herramienta de vigilancia más rápida de su tipo
La tecnología aún está madurando, según Martire, quien copreside un grupo de trabajo dentro del Comité Internacional de GNSS de las Naciones Unidas que está explorando el uso de sistemas de navegación por satélite para mejorar las estrategias de alerta temprana. Actualmente, los resultados casi en tiempo real de GUARDIAN deben ser interpretados por expertos capacitados para identificar las señales de un tsunami. Pero ya es una de las herramientas de vigilancia más rápidas de su tipo: en 10 minutos puede producir una especie de imagen instantánea del sonido de un tsunami cuando retumba al llegar a la ionosfera. Y potencialmente podría proporcionar hasta una hora de alerta, dependiendo de la distancia del origen del tsunami desde la costa.
“Prevemos que algún día GUARDIAN complementará los instrumentos terrestres y oceánicos existentes, como sismómetros, boyas y mareógrafos, los cuales son muy efectivos pero carecen de una cobertura sistemática del océano abierto”, dijo Siddharth Krishnamoorthy, quien también forma parte del equipo de JPL que desarrolla el sistema. Los científicos afiliados al programa de Desastres de la NASA actualmente utilizan instrumentos terrestres en estaciones de GNSS para una detección más rápida de los tsunamis.
“Cuando ocurre un gran terremoto cerca del océano, queremos saber rápidamente la magnitud y las características del terremoto para comprender las probabilidades de que se genere un tsunami, y deseamos saber si realmente se generó un tsunami”, dijo Gerald Bawden, científico del programa de Superficie e Interior de la Tierra en la sede de la NASA en Washington. “Actualmente hay dos maneras de saber si un tsunami se generó antes de que toque tierra: con las boyas DART [del sistema para la evaluación e información sobre tsunamis en aguas profundas] de la NOAA y con las observaciones de la ionosfera por GNSS. Existe un número limitado de boyas y estas son muy costosas, por lo que sistemas como GUARDIAN tienen el potencial de complementar los actuales sistemas de alerta”.
En estos momentos, el equipo de GUARDIAN está enfocado en la zona geológicamente más activa del cinturón de fuego del océano Pacífico. Cerca del 78% de los más de 750 tsunamis confirmados entre 1900 y 2015 ocurrieron en esta región, según una base de datos histórica mantenida por la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA, por sus siglas en inglés). GUARDIAN actualmente vigila un poco más de la mitad de esta zona de riesgo en el Pacífico.
El equipo de GUARDIAN está desarrollando un sitio web para permitir a los expertos explorar el estado de la ionosfera casi en tiempo real mediante el estudio de los enlaces de estaciones satelitales individuales en la red de GNSS. Los usuarios pueden acceder a los datos de unas 90 estaciones alrededor del cinturón de fuego del Pacífico y descubrir señales de interés a los pocos minutos de producirse un evento. El equipo tiene como objetivo ampliar la cobertura y refinar el sistema hasta un punto en el que sea posible detectar automáticamente tsunamis y otros peligros, incluyendo erupciones volcánicas y terremotos.
Por Sally Younger
