Cómo el GPS puede realizar un seguimiento de los terremotos y las inundaciones

Por lo general, pensamos en el GPS como una forma de saber dónde estamos y cómo llegar a donde vamos. Pero en los últimos años, los investigadores han descubierto que el GPS, cuando se combina con sensores como acelerómetros y barómetros, puede ser una herramienta importante para evaluar y posiblemente predecir terremotos e inundaciones repentinas.

Estación de ubicación: Las unidades de GPS como esta han sido equipadas con sensores adicionales para transformarlas en un sistema de alerta de peligros naturales.

En el reunión de otoño de la Unión Geofísica Estadounidense en diciembre, científicos del Instituto Scripps de Oceanografía (SIO) en San Diego, la NASA Laboratorio de propulsión a chorro (JPL) en Pasadena, y el Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) describió la forma en que lo están haciendo mediante el uso de una red preexistente de cientos de estaciones de GPS esparcidas por todo el sur de California. En un puñado de estas estaciones, originalmente instaladas para medir el movimiento tectónico en el límite entre la placa del Pacífico y la placa de América del Norte, los investigadores han agregado otros sensores meteorológicos y sísmicos que permiten monitorear eventos peligrosos en tiempo real y, a veces, incluso predecir ellos antes de que sucedan. El sistema prototipo se probó el pasado mes de julio.

En los últimos años, la infraestructura de comunicación entre estas estaciones base [GPS] se ha actualizado gradualmente para que tengamos la oportunidad de realizar más proyectos en tiempo real como estos, dice Angelyn Moore, científica investigadora de JPL.

El aspecto meteorológico del proyecto se basa en el hecho de que las estaciones GPS terrestres están en comunicación frecuente con los satélites en órbita de la superficie. El tiempo que tarda una señal del satélite en llegar al suelo se puede utilizar para calcular los niveles de humedad en la troposfera. Estos datos de humedad, combinados con datos de barómetros y termómetros, pueden mejorar la precisión de las predicciones sobre lluvias e inundaciones repentinas.

El uso del GPS como herramienta para medir los sistemas de tormentas no es nuevo; La NOAA ya ha desplegado aproximadamente 300 estaciones meteorológicas terrestres equipadas con GPS en todo el país, dice Moore. Pero una red tan dispersa no permite las advertencias locales justo a tiempo de inundaciones repentinas. Agrega que en el sur de California, donde las tormentas han sido rastreadas por globos meteorológicos lanzados con poca frecuencia, la densidad de la nueva red de sensores hace posible rastrear el movimiento de los sistemas de tormentas con un detalle sin precedentes.

En el lado sismológico del proyecto, los investigadores han agregado acelerómetros a las estaciones base, una forma cada vez más popular de registrar el movimiento de los terremotos. Mientras que los sensores GPS notan grandes cambios en la posición del suelo, los acelerómetros detectan pequeños movimientos. Al combinar estas dos señales juntas, obtienes una imagen más completa de lo que era el movimiento del suelo, dice Doug dado , líder del programa de alerta temprana de terremotos de la Sociedad Geológica de los Estados Unidos, que no participó en este proyecto.

Yehuda Bock , investigador geodesista y líder del proyecto en SIO, explica que la combinación de datos de GPS y acelerómetro es particularmente adecuada para estimar rápidamente la magnitud y otras características de terremotos con magnitudes entre 7 y 9, que son difíciles de diferenciar rápidamente usando solo los métodos sísmicos tradicionales. Además, dice Bock, los acelerómetros captan ondas primarias o P, que se pueden usar para predecir la llegada de las ondas secundarias o S ​​que marcan el comienzo de un temblor violento y dañino durante un terremoto. Esta información podría integrarse en un sistema de alerta temprana.

Incluso unos pocos segundos de aviso antes de un terremoto podrían proporcionar tiempo suficiente para apagar los ascensores en los edificios o evitar que los cirujanos hagan un corte fatal, aunque Given of the USGS señala que los sistemas de alerta de terremotos siguen siendo un área abierta de investigación. Given dice que su equipo, que trabaja con cientos de sismómetros en todo California, se encuentra actualmente en medio de averiguar las ubicaciones de las estaciones y los algoritmos adecuados para caracterizar los terremotos y obtener información rápidamente.

Hasta ahora, dice Bock, se han modernizado 17 estaciones en el sur de California con sensores sismológicos y meteorológicos, pero espera agregar más estaciones a lo largo de la costa oeste en los próximos meses.

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