A törökországi földrengések felszíndeformációja
(Rovat: GMES - Copernicus, Hazai kutatóhelyek és űripar , Katasztrófák ellen - 2023.02.17 06:15.)

Sentinel-1 radarműholdas mérések alapján Magyarországon elsőként, de a világon is az elsők között térképezték fel a törökországi földrengés okozta elmozdulásokat, a felszín deformációját.

Február 6-án először egy a Richter-skálán 7,8-es, majd kilenc órával később egy 7,5-es erősségű földrengés történt, törökországi epicentrumokkal. A pusztító rengések hatására Törökország déli és Szíria északi részén épületek omlottak össze, a halálos áldozatok száma több tízezerre tehető, még sokkal több a sérült. Egy ilyen nagyszabású természeti katasztrófa után szerepet kapnak a földmegfigyelő műholdak, amelyek hamar, nagy területi lefedettséggel, objektív módok képesek áttekintést nyújtani a helyzetről. Ez az információ hasznos a mentés szervezésében, és közvetve emberéleteket menthet. Az erőfeszítésekről – köztük az európai Copernicus földmegfigyelési program katasztrófahelyzetek kezelésére létrehozott szolgáltatása (Copernicus Emergency Management Service, CEMS) munkájáról – néhány kép kíséretében az Űrvilág hírportál hétfői cikkében olvashattak bővebben.

A műholdak a földrengés által okozott földfelszíni elmozdulások pontos térképezéséhez is hasznos adatokat szolgáltatnak. A Geo-Sentinel Kft. szakemberei Magyarországon elsőként, de a világon is az elsők között térképezték fel a törökországi földrengés okozta elmozdulásokat, a felszín deformációját.

A Sentinel-1A műhold a felszálló (azaz délről északi irányba tartó) pályaszakaszán a katasztrófát követően először február 9-én repült el a terület felett, ezt követte a leszálló (azaz északról déli irányba tartó) áthaladása február 10-én. Az előbbi észlelés nem fedte le a teljes, a földrengés által érintett területet, de fontos információt szolgáltat ahhoz, hogy az elmozdulások térbeli komponenseit pontosabban meghatározzuk. A műhold által kibocsátott, majd a Földről visszavert és a műhold által detektált radarjelek valójában elektromágneses hullámok, melyek amplitúdója, fázisa és polarizációja is különféle információt hordoz a földfelszínről. A deformáció vizsgálatához ezek közül a fázisadatokat használjuk, ami az elektromágneses hullám pozícióját mutatja meg az adott időpillanatban egy hullámforma cikluson belül.

A fázisadatok interferometrikus összehasonlítását tehát a február 9-10-én és 12 nappal korábban, január 28-29-én végzett észleléseken végezték el. Először a műhold által az egyes eltérő időpontokban detektált, a felszínről visszaverődő elektromágneses hullámok fázisának különbségét határozták meg az interferometrikus feldolgozás során, minden egyes földfelszíni észlelési pixelre. Ez a differenciális fázismező mutatja az elmozdulásokat, fél hullámhossz egységekben, hiszen a műholdhoz érkező radarjel fázisa a földrengés utáni időpontban megváltozik, mert az adott pont elmozdult. Ez látható az alábbi, szivárványszíneket mutató ábrán. A feldolgozáshoz a Copernicus program jelenleg működő egyetlen radaros földmegfigyelő műholdja, a Sentinel-1A adatait használták fel.

A földrengés által okozott felszínmozgások a leszálló (felső kép) és felszálló (alsó kép) észlelésekből. Az interferogramon a deformáció mértékét a színskála érzékelteti, ahol a szivárvány színeinek egy ciklusa egy fél hullámhossznak (2,8 cm) felel meg. (Képek: Copernicus Sentinel adatok 2023 / feldolgozás: Geo-Sentinel Kft.)

Az alábbi deformációs térkép a földrengések előtti és utáni helyzet összehasonlításában segít, az esemény előtt és után ugyanarról a területről készített radarmérések fázisinformációinak összevetésével. A fenti fáziskülönbségek komplex matematikai algoritmusokkal átszámíthatók tényleges térbeli elmozdulásmezővé, méter egységben. Itt a felszínnek a földrengés következtében létrejött deformációját, elmozdulását látjuk nagyság és irány szerint színkódolva, a Sentinel-1A északról délre (vagyis a pálya ún. leszálló ágában) való, január 29-ei és február 10-ei elhaladása során mért adatok alapján. Az értékek műholdirányúak, ami a tényleges felszínmozgás egy bizonyos irányba eső vetülete.

Az ábrán két törésvonal látható a vörös és kék árnyalataival színkódolt területek határánál. A nagyobbik mintegy 300 km hosszú és az első rengés alkalmával keletkezett, a kisebbik, kelet–nyugati irányú, északabbra fekvő is 125 km-es. Amint a Sentinel-1A műholdradaros adatok interferometrikus feldolgozásából készített deformációs képen látható, a felszín maradandó elmozdulása a törésvonalak két oldalán meghaladta az 1 métert is műholdirányban. Ha feltételezzük, hogy a mozgás túlnyomórészt horizontális irányú volt, akkor ez egyszerű trigonometriával átszámolható felszíni elmozdulássá, ami jól egyezik a terepi és más műholdas mérésekből meghatározott, több mint 4 méteres maximális felszíni elmozdulásértékekkel.

A feltérképezett mozgások világosan mutatják a törésvonalakat, ahol a rengések epicentrumát csillaggal jelöltük. A térképen kék színnel a távolság csökkenése (délkeleti irányú elmozdulás, illetve süllyedés), pirossal a távolság növekedése (északnyugati irányú elmozdulás, illetve emelkedés) látható. (Kép: Copernicus Sentinel adatok 2023 / feldolgozás: Geo-Sentinel Kft.)

(Forrás: Sentinel blog)