Aus einer JPL-Pressemitteilung.
Die NASA hat zum ersten Mal in der Luft Radarbilder der Verformung der Erdoberfläche veröffentlicht, die durch ein schweres Erdbeben verursacht wurde - das Zittern der Stärke 7,2, das am 4. April 2010 den mexikanischen Bundesstaat Baja California und Teile des amerikanischen Südwestens erschütterte. Die Daten zeigen dies In dem untersuchten Gebiet bewegte das Beben die Region Calexico, Kalifornien, in Abwärts- und Südrichtung bis zu 80 Zentimeter (31 Zoll).
Ein Wissenschaftsteam des Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien, verwendete das von JPL entwickelte Radar für synthetische Aperturen mit unbewohnten Luftfahrzeugen (UAVSAR), um die Oberflächenverformung durch das Beben zu messen. Das Radar fliegt in einer Höhe von 12,5 Kilometern mit einem Gulfstream-III-Flugzeug vom Dryden Flight Research Center der NASA, Edwards, Kalifornien.
Das Team verwendete eine Technik, die winzige Änderungen der Entfernung zwischen dem Flugzeug und dem Boden bei wiederholten, GPS-geführten Flügen erkennt. Das Team kombinierte Daten von Flügen am 21. Oktober 2009 und am 13. April 2010. Die resultierenden Karten werden als Interferogramme bezeichnet.
Das Erdbeben in El Mayor-Cucapah am 4. April 2010 war 52 Kilometer südöstlich von Calexico, Kalifornien, im Norden von Baja California zentriert. Es trat entlang eines geologisch komplexen Abschnitts der Grenze zwischen den nordamerikanischen und pazifischen tektonischen Platten auf. Das Beben, das größte der Region seit fast 120 Jahren, war auch in Südkalifornien und Teilen von Nevada und Arizona zu spüren. Es tötete zwei, verletzte Hunderte und verursachte erheblichen Schaden. Es gab Tausende von Nachbeben, die sich von der Nordspitze des Golfs von Kalifornien bis einige Meilen nordwestlich der US-Grenze erstreckten. Das Gebiet nordwestlich des Hauptbruchs war entlang des Trends der kalifornischen Elsinore-Verwerfung besonders aktiv und war am 14. Juni Schauplatz eines großen Nachbebens der Stärke 5,7.
UAVSAR hat seit Frühjahr 2009 alle sechs Monate das kalifornische San Andreas und andere Fehler entlang der Plattengrenze von Nord-San Francisco bis zur mexikanischen Grenze kartiert, um nach Bodenbewegungen und erhöhter Belastung entlang der Fehler zu suchen. "Das Ziel der laufenden Studie ist es, die relative Gefahr von San Andreas und Verwerfungen im Westen wie die Verwerfungen von Elsinore und San Jacinto zu verstehen und Bodenverschiebungen durch größere Beben zu erfassen", sagte die JPL-Geophysikerin Andrea Donnellan, Hauptforscherin der UAVSAR Projekt zur Kartierung und Bewertung der Erdbebengefährdung in Südkalifornien.
Jeder UAVSAR-Flug dient als Basis für nachfolgende Bebenaktivitäten. Das Team schätzt die Verschiebung für jede Region mit dem Ziel zu bestimmen, wie die Dehnung zwischen den Fehlern aufgeteilt wird. Wenn während des Projekts Beben auftreten, beobachtet das Team die damit verbundenen Bodenbewegungen und bewertet, wie sie die Belastung auf andere nahe gelegene Fehler umverteilen können, um sie möglicherweise zum Brechen vorzubereiten. Daten aus dem Baja-Beben werden in die fortschrittlichen QuakeSim-Computermodelle von JPL integriert, um die ausgefallenen Fehlersysteme und möglichen Auswirkungen auf nahegelegene Fehler wie die Fehler in San Andreas, Helsingör und San Jacinto besser zu verstehen.
Eine Abbildung (Abbildung 1) zeigt einen UAVSAR-Interferogrammschwad mit einer Größe von 110 x 20 Kilometern (69 x 12,5 Meilen), der über einem Google Earth-Bild liegt. Jede farbige Kontur oder jeder farbige Rand des Interferogramms repräsentiert eine Oberflächenverschiebung von 11,9 Zentimetern (4,7 Zoll). Hauptfehlerlinien sind rot markiert, und die jüngsten Nachbeben sind durch gelbe, orangefarbene und rote Punkte gekennzeichnet.
Die maximale Bodenverschiebung des Bebens von bis zu 3 Metern (10 Fuß) trat tatsächlich weit südlich von der Stelle auf, an der die UAVSAR-Messungen an der mexikanischen Grenze enden. Diese Verschiebungen wurden jedoch vom JPL-Geophysiker Eric Fielding unter Verwendung von Radarinterferometrie mit synthetischer Apertur von europäischen und japanischen Satelliten und anderen Satellitenbildern sowie durch Kartierung von Teams am Boden gemessen.
Wissenschaftler arbeiten immer noch daran, die genaue nordwestliche Ausdehnung des Hauptfehlerbruchs zu bestimmen, aber es ist klar, dass er sich innerhalb von 10 Kilometern (6 Meilen) vom UAVSAR-Schwad nahe dem Punkt befand, an dem die Interferogrammstreifen konvergieren. "Fortgesetzte Messungen der Region sollten uns sagen, ob sich der Hauptfehlerbruch im Laufe der Zeit nach Norden verschoben hat", sagte Donnellan.
Eine Vergrößerung des Interferogramms ist in einer anderen Abbildung (Abbildung 2) dargestellt, die sich auf den Bereich konzentriert, in dem die größte Verformung gemessen wurde. Die Vergrößerung, die eine Fläche von etwa 20 mal 20 Kilometern abdeckt, zeigt viele kleine „Schnitte“ oder Diskontinuitäten am Rande. Diese werden durch Bodenbewegungen verursacht, die bei kleinen Fehlern von einem Zentimeter bis zu mehreren zehn Zentimetern (einigen Zoll) reichen. "Geologen finden die exquisiten Details der vielen kleinen Fehlerbrüche äußerst interessant und wertvoll, um die Fehler zu verstehen, die beim Beben vom 4. April aufgetreten sind", sagte Fielding. Eine andere Abbildung (Abbildung 3) zeigt eine Nahaufnahme des Bereichs, in dem das Nachbeben der Stärke 5,7 auftrat.
"Die beispiellose Auflösung von UAVSAR ermöglicht es Wissenschaftlern, feine Details des durch das Hauptbeben und seine Nachbeben aktivierten Fehlersystems des Baja-Erdbebens zu sehen", sagte Scott Hensley, Principal Investigator von UAVSAR bei JPL. "Solche Details sind bei anderen Sensoren nicht sichtbar."
UAVSAR ist Teil der laufenden Bemühungen der NASA, weltraumgestützte Technologien, bodengestützte Techniken und komplexe Computermodelle anzuwenden, um unser Verständnis von Beben und Bebenprozessen zu verbessern. Das Radar flog Anfang dieses Jahres über Hispaniola, um geologische Prozesse nach dem verheerenden Beben in Haiti im Januar zu untersuchen. Die Daten liefern Wissenschaftlern eine Reihe grundlegender Bilder für den Fall zukünftiger Beben. Diese Bilder können dann mit Bildern nach dem Beben kombiniert werden, um die Bodenverformung zu messen, die Verteilung des Schlupfes bei Fehlern zu bestimmen und mehr über die Eigenschaften der Fehlerzone zu erfahren.
UAVSAR dient auch als fliegender Prüfstand zur Bewertung der Werkzeuge und Technologien für zukünftige weltraumgestützte Radargeräte, wie sie für eine NASA-Mission geplant sind, die derzeit als Deformation, Ökosystemstruktur und Dynamik des Eises oder DESDynI formuliert wird. Diese Mission wird Gefahren wie Erdbeben, Vulkane und Erdrutsche sowie globale Umweltveränderungen untersuchen.
