Uydu geodesy, bilim insanlarının gezegenimizi nasıl gözlemleydiklerini, dünya yüzeyi şekillendiren dinamik süreçlere benzer bir pencere sunacağını devrime getirdi. Gezegenin şekli, yerçekimi alanı ve yönelimi olağanüstü hassas olan bu makale, tectonic plaka hareketlerini takip etmek ve depremlerin mekaniklerini anlamak için gerekli verileri araştırıyor. Geleneksel zemin bazlı anketlerden farklı olarak, uydu geodesy sürekli, küresel kapsama, araştırmacıların en uzak hata hatları ve volkanik bölgeleri izlemesine izin veriyor.

Uydu Geodesy Nedir?

Uydu geodesy, Dünya'nın geometrik şeklini, uzaydaki yönelimini ölçme bilimidir ve yapay uyduları kullanarak yerçekimi alanıdır. Bir uzay istasyonları ağı, yörünge uyduları ve Dünya'nın yüzeydeki pozisyonları ve hareketleri tespit etmek için gelişmiş sinyal işleme. Disiplin, tectonic ve sismik süreçleri incelemek için eşsiz bir güçlü teknikleri kapsar.

Uydu geodesy aracılığıyla elde edilen anahtar ölçümler şunları içerir:

  • [FONT:0)Crustal deformasyon[[[DÜT:1] - zemin yüzeyinin yatay ve dikey yerlerini zamanla takip edin.
  • [FONT:0]Gravity alanı varyasyonları[[Dönetici: 1 ) - volkanlar veya yeraltı kesintisi altındaki magma hareketi gibi kitlesel dağıtımda değişiklikler tespit.
  • [FONT=0) Dünya yönelim parametreleri[[DÜT 1: 1) - Büyük depremler veya kitlesel yeniden dağıtım nedeniyle Dünya'nın rotasyonunda hafif sıkıntılar izleyin.

Bu veriler plaka hareket modellerini hazırlamak, sismik tehlikeyi değerlendirmek ve deprem davranışının tüm döngüsünün karşılıklı su kaynaklarına karşı konseizm ve postalarak rahatlamak için temeldir.

Uydu Geodesy'de Core Techniques

Çeşitli uydu tabanlı yöntemler modern geodesy'nin arka kemiği oluşturur. En yaygın olarak tectonic ve deprem çalışmaları için kullanılan tek şey Global Navigation Uydu Sistemleri (GNSS), Interferometrik Aperture Radar (InSAR), ve Çok Uzun Basel Interferometri (VLBI).

GNSS, GPS (Birleşik Devletler) gibi uydu konumlandırma sistemlerini kapsar, GLONASS (Rusya), Galileo (Avrupa Birliği), BeiDou (Çin) Sürekli GNSS istasyonları, genellikle sürekli GPS (cGPS) siteleri olarak adlandırılır, istasyondaki konumunu birkaç milimetre içinde hesaplamak için.

Örneğin, Amerika Birleşik Devletleri Pasifik'ten GNSS verileri, 1300'den fazla istasyonda benzer bir ağ ortaya çıkarmış, batı Birleşik Devletleri (Plate Boundary Gözlemevi) ve Avrupa (EPOS-SS) yakın zamanda yapılan bir deformasyon izlemesine karşı sıkıştı.

Interferometrik Sif Aperture Radar (InSAR)

SAR, uydulardan elde edilen radar görüntüleri kullanır (örneğin, Sentinel-1, ALOS-2, TerraSAR-X) büyük bir boşlukta yer deformasyonu ölçmek için zemin deformasyonunu ölçmek için, aynı bölgenin iki veya daha fazla radar görüntülerini farklı zamanlarda karşılaştırarak, bilim adamları uydu ve zemin arasındaki mesafe değişiklikleri ortaya çıkarabilirler.

InSAR'ın büyük bir avantajı, Himalaya veya Andes gibi geniş, erişilebilir bölgeleri kapsama yeteneğidir, zemin tabanlı GNSS istasyonlarının sparse olduğu yerdedir. Ancak, zaman dekore edilmesi (zamana kadar geçiş) ve 6 günlük gecikmeler ile sınırlıdır.

Çok Uzun Basel Interferometry (VLBI)

VLBI, bu istasyonların milimetre doğruluğu ile ilgili pozisyonları ve göksel referans çerçevesini oluşturan bir radyo astronomi tekniğidir.GNSS veya InSAR'tan daha küçük farklılıkları ölçerek, VLBI, uzun süre ölçeklendirmek için gerekli olan plaka hareketlerini belirlemeli ve temel alan referans çerçevesini belirler. VLBI, Dünya'nın geniş çaplı yönlendirme parametrelerinden sonra büyük depremler nedeniyle yerel crustal deformasyon için daha az kullanılır.

Plaktoniği Uydu Geodesy aracılığıyla anlamak

Plak tectonics, Dünya'nın litrelik hareketini açıklayan temel teori, asthenosphere'i yüz yüze getiren birkaç katı plakaya bölünmüş ve bu plakaların yakınlaştırılması, ya da birbirlerinin kaydırılması, depremler, volcanism ve dağ binası. Uydu geodesy, plaka hareketlerinin doğrudan ölçümlerini sağlamıştır.

Uydu geodesy'den önce, plaka hareketleri okyanus zemininin yaşı ve plaka sınırlarında ortalama hareketlerin milyonlarca yıl boyunca ilerlediğini ortaya koydu. GNSS ağları şimdi yaklaşık 50 mm / güney Kaliforniya'da saat boyunca anlık hareketler, ancak hareket San Andreas hata sistemi ile farklı bir şekilde farklı bir şekilde ilerliyor. Örneğin, GNSS verileri, Pasifik plaka sınırlarında Kuzey Amerika Plakları ile Kuzey Amerika Plakları'na göre kuzeye doğru ilerliyor.

Plak Boundaries ve onların Deformasyon İmzaları

Her bir plaka sınırı, uydu geodesy'nin tespit edebileceği karakteristik deformasyon modelleri üretir:

  • [FONT:0]Divergent sınırları[[DÜDÜT:1) – Plaklar ayrı hareket eder, İzlanda'da, Mid-Atlantic Ridge, GNSS ve InSAR, 20 mm / yıl boyunca oranlarındaki artış gösterir, volkanik enflasyon ve rift açılış olayları eşlik eder.
  • [FONT:0]Convergent sınırları[[Dönetici 1 ) – Dağcılık veya bir alt kattaki çarpık çarpıklık bölgeleri, 2011 Tohoku-oki depremi (M9.0) Japonya'daki aşırı sağlanmış, Japonya ve Cascadia klasik interseismic sular ile elde edilmiştir: depremler sırasında ters yöndeki hareket ve dikey süpürücükler, depremler sırasında tersane susamış.
  • [FONT:0)Transform sınırları[[Dönetici: 1 ) – Plaklar yatay olarak birbirlerinin içine kaydırır. San Andreas Fault, tam tersine, yanlış hareketle paralel olarak, sürekli kayma sergileyen bölüm ile (yaklaşık 28 mm/yıl) arasındaki mesafeyi gösterirken, 1906 San Francisco ve 1989 Loma Prieta olayları gibi depremlerde serbest bırakılan kilit bölümlerde bir susayabilir.

Uydu geodesy ayrıca birçok plaka sınırının basit dar bölgeler olmadığını, Tibetli Yaylası ve Tien Shan Dağları boyunca aktif hata sistemleriyle kullanıldığını gösteriyor.

Uydu Geodesy ile Depremleri Takip Et

Depremler, elastik bir şekilde bir hata boyunca kayaların gücünü aştığında meydana gelir, aniden kaymaya neden olur. Uydu geodesy tüm deprem döngüsünü yakalar: suskunma (interseismic), aniden rupture (coseismic), ve takip eden yavaş ayarlamalar (postzorik, deprem fiziği anlamak ve tehlike değerlendirmelerini geliştirmek için kritiktir.

Interseismic Strain Accumulation

Depremler arasındaki yüzey ve konumları ölçerek, geodesistler, bir hatanın hangi bölümleri kilitli olduğunu ve bu nedenle gelecekteki olaylarda yırtılmadığını tespit ederler.Strasemizmsel deformasyon modeli - hatadaki hızlarda yüksek çözünürlükte - gelecekteki sismik boşlukların tahminleri ve örneğin, Türkiye'deki yıkıcı depremler ve bu tür bir boşlukta meydana gelen ve şimdiye kadar yırtılmamış olan komşular, şimdiye kadar ağır bir depremin ortaya çıktığını gösteriyor.

Coseismic Displacement ve Fault Slip Models

Bir deprem sırasında, zemin aniden hareket eder. GNSS istasyonları, kaymanın en büyük olduğunu ve nasıl ortaya çıktığını gösteren modeller kaydederken, InSAR bu verileri birleştirmek, bu verileri birleştirmek, seismologlar bölgede sismik tehlikenin dağılımı için geri çekilmek için, haritalanmamış bir hatayla meydana geldi.

2011 Tohoku depremi için, GNSS verileri Japonya'nın GEONET serisinden yüzlerce kilometreye kadar kaydedilen ve en yakın istasyonlarda ve 1.2 metre sübvansiyonun en yakın olduğu tahmin edilen 5,6'da, Japonya Trench'a kadar uzanan geniş bir alana ulaştı.

Çeviri ve Aftershock Tahminleri

Büyük bir depremden sonra, crust aylarca deforme etmeye devam ediyor. Bu yazıtçılıksal deformasyon, bu süreçlerin yanlış anlamalarına yardımcı oluyor (stable slide at deep) ve mantlastic rahatlamak için mant segmentleri ve daha fazla olayı tetikliyor.

Örneğin, 2010 M8.8 Maule depremini Şili'de takip eden GPS istasyonları ilk yıl 40 cm'e kadar kaydedilen (ilk yıl içinde yaklaşık 60 km derinlikte gösteren deformasyon kalıbıyla) büyük bir sonraki arsadaki farkı değerlendirerek ortaya çıkardı.

Depreme Karşı Erken Uyarı

Uydu geodesy henüz gerçek zamanlı deprem erken uyarı için yeterince hızlı değildir (bu birkaç dakika kadar gerektirir), bu, büyük depremlerden kalıcı yer değiştirmeyi ve tsunami uyarı sistemleri için hızlı bir tahmin sağlayabilir.Mevcut erken uyarı sistemleri sismik ağlara güvenir, ancak geodetic verileri entegre eder. Örneğin, Geodetic First Motion yaklaşımı, 3-5 dakika içinde büyük tsunami uyarılarını tespit etmek için gerçek zamanlı GNSS verileri kullanır.

İleriye bakıldığında, yoğun GNSS ağlarının kombinasyonu, daha hızlı InSAR işleme (örneğin, makine öğrenimi ile), ve yeni uydu takımyıldızları (örneğin, NASA'nın NISAR, ESA'nın Sentinel-1 Sonraki Nesil) geodetic verileri gerçek zamanlı uygulamalara daha yakınlaştıracak, potansiyel olarak daha önce ve daha doğru uyarılara izin verecek.

Vaka Çalışmaları: Uydu Geodesy in Action

2011 Tohoku-oki Depremi ve Tsunami

11 Mart 2011'de Japonya'yı vuran M9.0 deprem, kıyı boyunca en iyi kaydedilmiş olaylardan biriydi.Bu veriler, siperasyona yakın 50 metreye kadar uzandığını, tarihi depremlerin yüzyıllar boyunca gerçekleşmediğini ortaya koydu.

2015 Gorkha Depremi Nepal'de

25 Nisan 2015 tarihinde, bir M7.8 deprem merkezi Nepal'i vurdu, yaklaşık 9,000 insanı öldürüyordu.Samazlık ve GPS verisi, aşağıdaki yıllardaki tabloyu ölçtü. Ana Himalaya Thrust, doğudan yukarı ve komşu segmentlere artan stres üretti. Bu veriler, Himalayaların üzerindeki düşük hacimli bir sismik tehlikeyle yeniden ortaya çıktı.

Yavaş Ter Etkinlikler ve Episodic Tremor

Uydu geodesy, yavaş kayma olayları (SSEs) veya sessiz depremler olarak adlandırılan yeni bir deformasyon sınıf keşfetti - günlerin üzerinde yayılan hataların geri çekilmesi, büyük depremlerde çökmüş olan bölgeden geçilmesini ve San Andreas Hatasının derin kısmındaki yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaşlama olayları tespit etti.

Future Road in Uydu Geodesy for Tectonics and Seismology

Sonraki on yıl, yeni görevler tarafından yönlendirilen uydu geodesy'de önemli ilerlemeler vaat ediyor, gelişmiş işleme algoritmaları ve çoklu-sensor verilerinin entegrasyonu: Anahtar gelişmeler şunları içerir:

  • [FONTA-ISRO SAR Misyonu (NISAR)) – 2024 yılında piyasaya çıkmak için programlanmış NISAR, L- ve S-band frekanslarında her 12 gün küresel olarak kapsama alanı sağlayacaktır, bir ölçek ve frekansta deformasyon tespiti mümkün değildir.
  • [FONT:0]Copernicus Sentinel-1 Sonraki Nesil – ESA'nın Sentinel-1 takımlarının devam etmesi, deprem izleme ve arazi hareket hizmetleri için operasyonel InSAR uygulamaları desteklemeyi sağlayacaktır.
  • [FONT:0)CubeSat Constellations[[Dönetici: 1 ) - Küçük uyduların (örneğin, Capella Space, ICEYE) sentetik aperture radarı ile günlük veya alt-daily tekrarlama zamanlarını sağlayabilir, depremler sırasında ve sonrasındaki deformasyona izin verebilir.
  • [FONT=0]Makine Öğrenme ve Büyük Veri[Dönetici: 1) Büyük geodetic veri setlerinin Otomatik İşleme (GNSS zaman serisi, InSAR Interferogramlar) derin öğrenme kullanarak, yavaş kayma olayları veya ön-serma gibi hızlı bir şekilde tespiti sağlayacaktır.
  • [FONT:0) Seismic ve Diğer Data[[Dönetici: 1) geodetic, sismik ve tsunami verilerinin birleştirilmesi, erken uyarı ve tehlike değerlendirmelerini geliştirmektir.

Uydu geodesy olgun olmaya devam ettikçe, bilim insanları tahmin modellerini geliştirmek ve yerel plaka sınırları boyunca yaşayan topluluklar için daha da önemli bir araç haline gelecektir. Dünya'nın her deformasyonunu ölçmek ve potansiyel olarak hayat kurtarabilme yeteneği.

Daha fazla okuma için aşağıdaki kaynakları görün:

  • [FONT:0)UNAVCO – Dünya bilimi için Geodetic verileri ve araştırma).
  • [FONTA Sentinel-1 Misyon Genel Bakış[Dönem:0]
  • [FONTA-ISRO SAR Misyonu (NISAR)).

Özetle, uydu geodesy, betonun ve yavaş kayma olaylarının ayrıntılı, sürekli ve küresel ölçümlerini sağlar. Yeni uydu işleme yöntemleri geliştirme, uydu geodesy'den elde edilen bilgiler sadece deprem ruptures ve yavaş kayma olaylarının ayrıntılı bir şekilde gözden geçirilmesine olanak sağlar.