Сателит создаден за сосема друга мисија

Главниот актер во ова научно откритие е SWOT (Surface Water and Ocean Topography), заедничка мисија на НАСА и француската вселенска агенција CNES. Лансиран во 2022 година, SWOT не беше замислен како „ловец на цунами“. Неговата задача беше да ја мери висината на водните површини на Земјата — од океаните и големите езера, до реките и крајбрежните струи.

Оваа слика го прикажува предниот раб на цунамито, врз основа на податоците од SWOT за висината на површината на морето, гледано од југ кон север, кога предниот раб бил висок повеќе од 45 сантиметри, источно од Јапонија во Тихиот Океан. Слика: НАСА/JPL-Caltech

Клучот на неговата технологија е радарот со интерферометрија во Ka опсег. Истовремено тој користи две антени за да ги измери минималните промени во висината на водата со прецизност од неколку сантиметри. За разлика од традиционалните алтиметриски сателити што снимаат само една тесна линија под себе, SWOT може да „види“ широка лента од околу 120 километри. Тоа му овозможува да создава вистински тридимензионални карти на морската површина.

На вистинското место, во вистинскиот момент

Години наназад SWOT ги следеше суптилните промени во нивото на морето и малите океански струи. Но, на 29 јули 2025 година, судбината го постави на идеалното место. Во зоната на субдукција помеѓу Курилските Острови и Камчатка се случи силен земјотрес со магнитуда 8,8, кој генерираше моќно цунами во северниот Пацифик. Во истиот момент, SWOT се наоѓаше токму над регионот.

Оваа случајност му овозможи на човештвото да ја добие првата вистинска „радиографија“ на цунами во отворен океан.

Како изгледа цунами кога го гледате од вселената

Комбинирајќи ги податоците од SWOT со мерењата на три океански бои од системот DART, научниците успеаја да ја реконструираат целосната структура на брановите. И откритието беше изненадувачко.

Сателитот SWOT го сними предниот раб на цунами бранот (во црвена боја) додека тој минува низ Тихиот Океан на 29 јули. Податоците за нивото на морето, прикажани во означената лента, се споредуваат со модел за прогнозирање на цунами на NOAA во позадина. Црвената ѕвезда ја означува локацијата на земјотресот што го генерирал цунамито. Слика: NASA/JPL-Caltech

Наместо еден масивен, компактен бранов фронт — како што претпоставуваа многу модели — цунамито покажало сложена, дисперзивна структура. Главниот бран бил најенергетски, но зад него следела „опашка“ од помали, но организирани бранови. Ова е типично за дисперзивните бранови, кај кои различните бранови должини се движат со различни брзини, па фронтот се „растегнува“ и се распаѓа на повеќе компоненти.

Зошто ова е револуционерно

Класичната теорија за цунами претпоставува дека овој тип бранови не се дисперзивни. Ова се должи на тоа што нивните бранови должини се огромни — изнесуваат стотици километри, а подеднакво долги се и периодите – од 10 до 60 минути. Во такви услови, според традиционалните модели, сите компоненти на брановите би требало да патуваат со речиси иста брзина, задржувајќи стабилна форма додека не се приближат до брегот.

Но, податоците од SWOT покажуваат дека ова не важи секогаш. Цунамито од 2025 година не било единечен бран, туку сложен пакет од повеќе бранови што се распрснувале и реорганизирале додека патувале низ океанот.

Ова има важни последици:
• Времето на пристигнување може да варира. Различните компоненти може да забрзуваат или да забавуваат.
• Енергијата не е концентрирана само во првиот бран. И следните бранови може да бидат опасни.
• Интеракцијата со морското дно е покомплексна од очекуваното. Батиметријата може да влијае на распаѓањето на фронтот.

Со други зборови, цунамито е многу подинамично и понепредвидливо отколку што се мислеше.

Зошто само SWOT можеше да го види ова

Претходните сателити можеле да снимат само една тесна линија преку брановите, што не било доволно за да се разбере нивната целосна форма. SWOT, со својата широка оптичка „лента“ и висока резолуција, овозможува да се реконструира целата геометрија на брановите.

Како што вели физичкиот океанограф Анхел Руис-Ангуло, автор на студијата објавена во The Seismic Record: „SWOT е како нов пар очила. Со боите гледавме само точки во океанот. Претходните сателити ни даваа една единствена линија. SWOT ни дава цела слика широка 120 километри.“

Оваа способност да се види не само висината, туку и формата, ширењето и страничните варијации на брановите, претставува огромен напредок за науката.

Кон подобри и побрзи предупредувања

Откритијата од SWOT покажуваат дека ваквите сателити би можеле да станат клучен дел од идните системи за следење на цунами. Тие нема да ги заменат постојните мрежи од бови и сеизмографи, но ќе ги надополнат со нешто што досега недостасуваше: можност да се „види“ целото цунами одеднаш, во реално време.

Со подобри модели и попрецизни податоци, предупредувањата би можеле да станат побрзи, а проценките за ризик — многу поточни. SWOT ненамерно ја отвори вратата кон нова генерација на океанско набљудување, која би можела да спаси животи во иднина.