Un nuevo estudio de la NASA está desafiando una teoría arraigada de que los tsunamis se forman y adquieren su energía principalmente del movimiento vertical del fondo marino.

Un hecho indiscutible es que la mayoría de los tsunamis son el resultado de un desplazamiento masivo del lecho marino, generalmente debido a la subducción, o deslizándose, de una placa tectónica debajo de otra durante un terremoto. Los experimentos llevados a cabo en tanques de olas en la década de 1970 demostraron que la elevación vertical del fondo del tanque podría generar olas parecidas a un tsunami. En la siguiente década, Los científicos japoneses simularon los desplazamientos horizontales del fondo marino en un tanque de olas y observaron que la energía resultante era insignificante. Esto llevó a la opinión generalizada actual de que el movimiento vertical del fondo marino es el factor principal en la generación de tsunamis.

En 2007, Tony Song, oceanógrafo en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, arrojó dudas sobre esa teoría después de analizar el poderoso terremoto de Sumatra de 2004 en el Océano Índico. Los datos del sismógrafo y del GPS mostraron que la elevación vertical del fondo marino no produjo suficiente energía para crear un tsunami tan poderoso. Pero las formulaciones de Song y sus colegas mostraron que una vez que se tuvo en cuenta la energía del movimiento horizontal del lecho marino, se tuvo en cuenta toda la energía del tsunami. Esos resultados coincidieron con los datos del tsunami recopilados de un trío de satélites:la NASA / Center National d'Etudes Spatiales (CNES) Jason, el Geosat Follow-on de la Marina de los EE. UU. y el Satélite Ambiental de la Agencia Espacial Europea.

Investigaciones adicionales de Song sobre el terremoto de Sumatra de 2004, utilizando datos satelitales de la misión NASA / German Aerospace Center Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE), también respaldó su afirmación de que la cantidad de energía creada por la elevación vertical del lecho marino por sí sola era insuficiente para un tsunami de ese tamaño.

"Tenía toda esta evidencia que contradecía la teoría convencional, pero necesitaba más pruebas "Dijo Song.

Su búsqueda de más pruebas se basó en la física, a saber, el hecho de que el movimiento horizontal del fondo marino crea energía cinética, que es proporcional a la profundidad del océano y la velocidad del movimiento del fondo marino. Después de evaluar críticamente los experimentos con tanques de olas de la década de 1980, Song descubrió que los tanques utilizados no representaban con precisión ninguna de estas dos variables. Eran demasiado poco profundos para reproducir la relación real entre la profundidad del océano y el movimiento del fondo marino que existe en un tsunami, y la pared del tanque que simulaba el movimiento horizontal del fondo marino se movía demasiado lentamente para reproducir la velocidad real a la que se mueve una placa tectónica durante un terremoto.

"Comencé a considerar que esas dos tergiversaciones eran responsables de la conclusión, aceptada desde hace mucho tiempo, pero engañosa, de que el movimiento horizontal produce solo una pequeña cantidad de energía cinética, "Dijo Song.

Construyendo un mejor tanque de olas

Para poner a prueba su teoría, Song e investigadores de la Universidad Estatal de Oregón en Corvallis simularon los terremotos de Sumatra de 2004 y de Tohoku de 2011 en el Laboratorio de Investigación de Ondas de la universidad utilizando observaciones de satélite y medidas directas como referencia. Como los experimentos de la década de 1980, imitaron el desplazamiento horizontal de la tierra en dos tanques diferentes moviendo una pared vertical en el tanque contra el agua, pero utilizaron un generador de ondas accionado por pistón capaz de generar velocidades más rápidas. También explicaron mejor la relación entre la profundidad del agua y la cantidad de desplazamiento horizontal en los tsunamis reales.

Los nuevos experimentos ilustraron que el desplazamiento horizontal del lecho marino contribuyó con más de la mitad de la energía que generó los tsunamis de 2004 y 2011.

"De este estudio, Hemos demostrado que debemos observar no solo el movimiento vertical sino también el horizontal del fondo marino para derivar la energía total transferida al océano y predecir un tsunami. "dijo Solomon Yim, profesor de ingeniería civil y de la construcción en la Universidad Estatal de Oregon y coautor del estudio.

El hallazgo valida aún más un enfoque desarrollado por Song y sus colegas que utiliza tecnología GPS para detectar el tamaño y la fuerza de un tsunami para las alertas tempranas.

El Sistema de posicionamiento global diferencial global gestionado por JPL (GDGPS) es un sistema de procesamiento GPS en tiempo real muy preciso que puede medir el movimiento del fondo marino durante un terremoto. A medida que la tierra cambia, Las estaciones receptoras terrestres más cercanas al epicentro también cambian. Las estaciones pueden detectar su movimiento cada segundo a través de la comunicación en tiempo real con una constelación de satélites para estimar la cantidad y dirección del desplazamiento de tierra horizontal y vertical que tuvo lugar en el océano. Desarrollaron modelos de computadora para incorporar esos datos con la topografía del fondo del océano y otra información para calcular el tamaño y la dirección de un tsunami.

"Al identificar el papel importante del movimiento horizontal del lecho marino, nuestro enfoque GPS estima directamente la energía transferida por un terremoto al océano, ", Dijo Song." Nuestro objetivo es detectar el tamaño de un tsunami antes de que se forme, para alertas tempranas ".

El estudio se publica en Revista de investigación geofísica - Océanos .