Pesquisadores registraram o primeiro mapa bidimensional de um tsunami atravessando o oceano aberto, captado por um satélite pouco depois de um grande terremoto.
Esse tipo de visão transforma um perigo que se desloca rapidamente em um padrão mensurável, mostrando como a onda se espalhou, se dividiu e transportou energia por uma área extensa.
Alinhamento raro do satélite
Uma ampla faixa do oceano a sudeste das Ilhas Loyalty exibiu duas frentes distintas de tsunami avançando por águas profundas durante uma única passagem do satélite.
Ao rastrear esse sinal, Jean H. M. Roger, da Ciências da Terra da Nova Zelândia, mostrou que a estrutura correspondia a um tsunami em propagação, e não a movimentos comuns do oceano.
Uma das frentes parecia mais intensa e já estava mais distante da fonte, enquanto uma segunda frente, mais fraca, seguia o mesmo trajeto poucos minutos depois.
Como as duas frentes foram registradas no mesmo sobrevoo, a observação captou um campo de ondas contínuo, abrindo espaço para análises mais profundas sobre como tsunamis evoluem em condições de oceano aberto.
Tsunami em 2D
Antes deste episódio, instrumentos em órbita geralmente “cortavam” os tsunamis como linhas estreitas, e os cientistas precisavam reconstruir a forma mais ampla posteriormente.
Diferentemente de satélites mais antigos, o satélite de Topografia da Água Superficial e do Oceano (SWOT) varre uma faixa larga, registrando tanto a largura quanto o comprimento do sinal.
Em 2004, por exemplo, satélites registraram com clareza o tsunami do Oceano Índico, mas apenas ao longo de linhas estreitas de cruzamento.
Com a estrutura lateral finalmente visível, os pesquisadores conseguem separar a geometria real da onda de irregularidades comuns da superfície do mar com muito mais confiança.
Como o tsunami começou
Às 2h57 (UTC) de 19 de maio de 2023, um terremoto de magnitude 7,7 atingiu uma área a sudeste das Ilhas Loyalty.
A ruptura, por ser rasa, empurrou parte do fundo do mar para cima; esse levantamento repentino colocou em movimento a coluna d’água acima.
Pouco depois, marégrafos costeiros e sensores em alto-mar por todo o sudoeste do Pacífico começaram a registrar a perturbação à medida que ela se afastava.
Quando o SWOT passou pela região por volta das 4h00 (UTC), a onda em expansão já avançava rapidamente sobre as águas profundas.
Limpando a imagem
Dados de altura no oceano aberto combinam muitos sinais, e um tsunami pode ficar “escondido” em meio a ondulação, correntes, marés e redemoinhos.
Para remover esse ruído, a equipe comparou o evento com o dia anterior e também com dados de outros sete satélites.
Depois de subtrair esses padrões de fundo, a frente ao norte apareceu com nitidez, enquanto ondas secundárias menores ficaram visíveis dentro do anel principal.
Sem essa etapa de limpeza, a variabilidade normal do oceano poderia facilmente se passar por estrutura de tsunami e embaralhar a história que o satélite registrou.
Ondas dentro de ondas
A imagem não mostrava apenas uma crista: várias ondulações mais curtas vinham na sequência, atrás da frente principal.
Essas ondulações atrasadas são um sinal de dispersão - quando comprimentos de onda diferentes se propagam a velocidades diferentes - e, por isso, o tsunami vai “se alongando” à medida que viaja.
Perto da frente mais intensa, a onda atingiu cerca de 15 centímetros de altura e se estendeu por mais de 100 quilômetros.
Esse registro direto de um trem de ondas em dispersão deu aos cientistas uma visão rara de um comportamento que modelos já previam há muito tempo.
Modelo encontra a medição
Simulações computacionais do terremoto geraram frentes praticamente nas mesmas posições e em horários muito próximos.
Com um cenário simples de ruptura, o modelo reproduziu melhor a fase das ondas líderes do que o tamanho delas.
Mesmo assim, as alturas medidas ficaram maiores: a diferença teve média de cerca de 13 centímetros e, em alguns pontos, foi bem superior. As simulações subestimaram de forma consistente as amplitudes observadas.
Por que o ajuste falhou
As estimativas da fonte desse terremoto ainda são incertas, em parte porque a cobertura sismográfica naquela área do Pacífico é limitada.
Mesmo uma pequena mudança no local onde a falha se deslocou pode alterar quanto a água é levantada e para onde a energia se direciona.
Em outra análise, a fonte foi deslocada em aproximadamente 19 quilômetros para se ajustar melhor aos registros regionais disponíveis.
Além disso, sob a onda, a batimetria acidentada - isto é, o formato do fundo do mar - provavelmente introduziu pequenas reflexões e desvios que o modelo simples não captou.
O que os cientistas ganham
Um registro bidimensional oferece aos especialistas em tsunamis algo que quase nunca está disponível: a configuração completa da onda enquanto ela se move.
Essa visão mais ampla ajuda a testar hipóteses sobre a fonte do terremoto, porque direção, curvatura e espaçamento trazem pistas sobre o que ocorreu abaixo.
Passagens anteriores de satélites conseguiam confirmar o tempo de chegada ou a altura, mas deixavam grande parte da estrutura lateral apenas inferida.
A conclusão ressalta que dados em duas dimensões permitem separar melhor as ondas de tsunami dos sinais de fundo do oceano.
Raro, mas revelador
Ainda é uma questão de sorte capturar um tsunami do espaço, já que satélites e ondas rápidas raramente se encontram no momento certo.
Durante a fase inicial do SWOT, com repetição diária, esse alinhamento improvável ocorreu, e a espaçonave cruzou o sinal em cerca de quatro minutos.
Após a calibração, a missão passou para uma órbita com repetição de 21 dias, tornando encontros parecidos ainda menos prováveis.
Essa raridade limita o uso em alertas, mas faz de cada sobrevoo bem-sucedido um teste poderoso de como os tsunamis realmente se comportam.
Pesquisa futura sobre tsunamis
O novo mapa conecta, numa mesma cena, o movimento do terremoto, a viagem em mar profundo, as ondulações que ficam para trás e o erro do modelo - algo que antes os cientistas não conseguiam enxergar dessa forma.
Com estimativas de fonte mais precisas e mais missões que varram faixas largas, sobrevoos raros podem se tornar uma das verificações mais contundentes da física dos tsunamis e do risco associado.
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