Uit een JPL-persbericht.
NASA heeft de allereerste radarbeelden in de lucht vrijgegeven van de vervorming in het aardoppervlak veroorzaakt door een grote aardbeving - de 7.2-graads temblor die de Mexicaanse staat Baja California en delen van het Amerikaanse zuidwesten op 4 april 2010 trof. Uit de gegevens blijkt dat in het bestudeerde gebied verplaatste de aardbeving het gebied Calexico, Californië, in een neerwaartse en zuidelijke richting tot 80 centimeter (31 inch).
Een wetenschappelijk team van NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californië, gebruikte de door JPL ontwikkelde Uninhabited Aerial Vehicle Synthetic Aperture Radar (UAVSAR) om oppervlaktevervorming door de aardbeving te meten. De radar vliegt op een hoogte van 12,5 kilometer (41.000 voet) met een Gulfstream-III-vliegtuig van NASA's Dryden Flight Research Center, Edwards, Californië.
Het team gebruikte een techniek die kleine veranderingen in de afstand tussen het vliegtuig en de grond detecteert over herhaalde, GPS-geleide vluchten. Het team combineerde gegevens van vluchten op 21 oktober 2009 en 13 april 2010. De resulterende kaarten worden interferogrammen genoemd.
De aardbeving van El Mayor-Cucapah op 4 april 2010 was 52 kilometer ten zuidoosten van Calexico, Californië, in het noorden van Baja California, gecentreerd. Het vond plaats langs een geologisch complex segment van de grens tussen de Noord-Amerikaanse en Pacifische tektonische platen. De aardbeving, de grootste van de regio in bijna 120 jaar, werd ook gevoeld in Zuid-Californië en delen van Nevada en Arizona. Het doodde er twee, raakte honderden gewond en veroorzaakte aanzienlijke schade. Er zijn duizenden naschokken geweest, van bijna het noordelijkste puntje van de Golf van Californië tot een paar kilometer ten noordwesten van de Amerikaanse grens. Het gebied ten noordwesten van de belangrijkste breuk, langs de trend van de Elsinore-fout in Californië, is bijzonder actief geweest en was de locatie van een grote naschok van magnitude 5,7 op 14 juni.
UAVSAR heeft sinds het voorjaar van 2009 om de zes maanden de San Andreas- en andere fouten in Californië in kaart gebracht langs de plaatgrens van het noorden van San Francisco tot de Mexicaanse grens, op zoek naar beweging op de grond en verhoogde spanning langs fouten. "Het doel van de lopende studie is om het relatieve gevaar van de San Andreas en fouten in het westen zoals de fouten Elsinore en San Jacinto te begrijpen, en verplaatsingen van de grond door grotere aardbevingen op te vangen", zegt JPL-geofysicus Andrea Donnellan, hoofdonderzoeker van de UAVSAR project om seismisch gevaar in Zuid-Californië in kaart te brengen en te beoordelen.
Elke UAVSAR-vlucht dient als basis voor daaropvolgende aardbevingsactiviteiten. Het team schat de verplaatsing voor elke regio, met als doel te bepalen hoe de spanning wordt verdeeld tussen fouten. Wanneer er tijdens het project aardbevingen plaatsvinden, zal het team de bijbehorende grondbewegingen observeren en beoordelen hoe ze de spanning kunnen herverdelen naar andere nabijgelegen fouten, waardoor ze mogelijk worden afgebroken. Gegevens van de aardbeving in Baja worden geïntegreerd in de geavanceerde computermodellen van QuakeSim van JPL om beter inzicht te krijgen in de foutsystemen die zijn gescheurd en de mogelijke gevolgen voor fouten in de buurt, zoals de fouten San Andreas, Elsinore en San Jacinto.
Eén figuur (Figuur 1) toont een UAVSAR-interferogram-zwad van 110 bij 20 kilometer (69 bij 12,5 mijl) bovenop een Google Earth-afbeelding. Elke gekleurde contour of rand van het interferogram vertegenwoordigt 11,9 centimeter (4,7 inch) verplaatsing van het oppervlak. Grote breuklijnen zijn rood gemarkeerd en recente naschokken worden aangegeven met gele, oranje en rode stippen.
De maximale grondverplaatsing van de aardbeving van maximaal 3 meter (10 voet) vond eigenlijk plaats ten zuiden van waar de UAVSAR-metingen stoppen bij de Mexicaanse grens. Deze verplaatsingen werden echter gemeten door JPL-geofysicus Eric Fielding met behulp van synthetische diafragma-radarinterferometrie van Europese en Japanse satellieten en andere satellietbeelden, en door teams op de grond in kaart te brengen.
Wetenschappers zijn nog steeds bezig om de exacte noordwestelijke omvang van de breuk van de belangrijkste fout te bepalen, maar het is duidelijk dat deze binnen 10 kilometer (6 mijl) van de UAVSAR-strook kwam, dicht bij het punt waar de interferogramranden samenkomen. "Voortgezette metingen van de regio zouden ons moeten vertellen of de belangrijkste breuk in de loop van de tijd naar het noorden is verschoven", zei Donnellan.
Een vergroting van het interferogram wordt getoond in een andere figuur (Figuur 2), met de nadruk op het gebied waar de grootste vervorming werd gemeten. De uitbreiding, die een gebied beslaat van ongeveer 20 bij 20 kilometer (12,5 bij 12,5 mijl), onthult veel kleine "bezuinigingen" of discontinuïteiten in de randen. Deze worden veroorzaakt door grondbewegingen van kleine centimeters tot tientallen centimeters (enkele inches) bij kleine fouten. "Geologen vinden de voortreffelijke details van de vele kleine breuken van breuken uiterst interessant en waardevol om de gebreken te begrijpen die bij de aardbeving van 4 april zijn gescheurd," zei Fielding. Een andere figuur (Figuur 3) toont een close-up van het gebied waar de naschok van magnitude 5,7 toesloeg.
"UAVSAR's ongekende resolutie stelt wetenschappers in staat om fijne details te zien van het Baja-aardbeving-foutsysteem geactiveerd door de aardbeving en de naschokken", zei UAVSAR hoofdonderzoeker Scott Hensley van JPL. "Dergelijke details zijn niet zichtbaar bij andere sensoren."
UAVSAR maakt deel uit van NASA's voortdurende inspanningen om ruimtegebaseerde technologieën, grondgebaseerde technieken en complexe computermodellen toe te passen om ons begrip van aardbevingen en aardbevingsprocessen te vergroten. De radar vloog eerder dit jaar over Hispaniola om geologische processen te bestuderen na de verwoestende aardbeving in Haïti in januari. De gegevens geven wetenschappers een basisset beelden bij toekomstige aardbevingen. Deze afbeeldingen kunnen vervolgens worden gecombineerd met beelden na de aardbeving om de vervorming van de grond te meten, te bepalen hoe slip-on-fouten worden verdeeld en om meer te weten te komen over eigenschappen van foutzones.
UAVSAR dient ook als een vliegend testbed om de gereedschappen en technologieën voor toekomstige ruimtegebaseerde radars te evalueren, zoals die gepland voor een NASA-missie die momenteel in formulering is, genaamd de vervorming, ecosysteemstructuur en dynamica van ijs, of DESDynI. Die missie onderzoekt gevaren zoals aardbevingen, vulkanen en aardverschuivingen, evenals wereldwijde veranderingen in het milieu.
