Вчені використали супутникові та сейсмічні дані, щоб довести, що мегацунамі у фіордах Гренландії створили захоплені стоячі хвилі, які струшували Землю. У вересні 2023 року вчені виявили дивний глобальний сейсмічний сигнал, який повторювався кожні 90 секунд протягом дев’яти днів, а потім знову з’явився через місяць. Майже через рік два наукові дослідження показали, що сигнал був спричинений двома потужними цунамі у віддаленому фіорді у Східній Гренландії.
Ці цунамі були спричинені великими зсувами, пов’язаними з потеплінням неназваного льодовика. Вважається, що утворені хвилі застрягли у фьорді, утворюючи стоячі хвилі, або сейші, які рухалися вперед і назад і спричиняли незвичайну сейсмічну активність. Досі не було прямих спостережень цих сейш, які б підтвердили теорію. Навіть датське військове судно, яке увійшло у фіорд через три дні після першої сейсмічної події, не змогло виявити хвилі, що спричинили струси планети.
Супутникова альтиметрія проливає нове світло
У новому дослідженні вчені з Оксфорда використали інноваційні методи аналізу для вивчення даних супутникової альтиметрії. Цей тип даних вимірює висоту поверхні Землі, включаючи океани, шляхом запису часу, необхідного радіолокаційному імпульсу для досягнення мети від супутника до поверхні і назад. Досі традиційні супутникові альтиметри не могли виявляти хвилі через великі проміжки між вимірюваннями, а також через те, що вони збирали дані лише безпосередньо під супутником, створюючи одновимірні профілі вздовж поверхні моря. Ці обмеження ускладнювали спостереження різниці висот, необхідних для ідентифікації хвиль.
Для цього дослідження команда використала дані нового супутника Surface Water Ocean Topography (SWOT), запущеного у грудні 2022 року, для картографування висоти води на 90% поверхні Землі. Супутник SWOT оснащений вдосконаленим радіолокаційним інтерферометром Ka-діапазону (KaRIn), який використовує дві антени, встановлені на 10-метровій стрілі, розташованій по обидва боки супутника.
Ці антени працюють разом для тріангуляції зворотних сигналів від радіолокаційного імпульсу, що дозволяє їм вимірювати рівень океану та поверхневих вод з винятковою точністю — з роздільною здатністю до 2,5 метрів — на смузі шириною 50 кілометрів (30 миль).
Чіткі докази стоячих хвиль
Використовуючи дані KaRIn, дослідники склали карти рельєфу Гренландського фьорду в різні моменти часу після двох цунамі. На них було видно чіткі схили, що перетинають русло, з різницею висот до двох метрів. Важливо, що схили на цих картах розташовані в протилежних напрямках, що показує, що вода рухалася вперед і назад по руслу.
Щоб довести свою теорію, дослідники пов’язали ці спостереження з невеликими рухами земної кори, виміряними за тисячі кілометрів. Цей зв’язок дозволив їм реконструювати характеристики хвилі навіть для періодів, які супутник не спостерігав. Дослідники також реконструювали погодні та припливні умови, щоб підтвердити, що спостереження не могли бути спричинені вітрами чи припливами.
Виявлено кліматичні екстремуми
Провідний автор Томас Монахан (студент докторату філософії, кафедра інженерних наук, Оксфордський університет) сказав: «Зміна клімату призводить до появи нових, небачених екстремумів. Ці екстремуми змінюються найшвидше у віддалених районах, таких як Арктика, де наші можливості вимірювати їх за допомогою фізичних датчиків обмежені. Це дослідження показує, як ми можемо використовувати наступне покоління технологій супутникового спостереження за Землею для вивчення цих процесів».
«SWOT-аналіз змінює правила гри у вивченні океанічних процесів у таких регіонах, як фіорди, в які попередні супутники насилу могли зазирнути».
Співавтор дослідження, професор Томас Адкок (кафедра інженерних наук, Оксфордський університет), сказав: «Це дослідження є прикладом того, як наступне покоління супутникових даних може розгадати явища, які залишалися загадкою в минулому. Ми зможемо отримати нове розуміння океанських екстремумів, таких як цунамі, штормові нагони та несподівані хвилі. Однак, щоб отримати максимальну віддачу від цих даних, нам потрібно буде впроваджувати інновації та використовувати як машинне навчання, так і наші знання з фізики океану для інтерпретації наших нових результатів».