کشف رمز و راز لرزه ای جهانی: موج غول آسای سوئیس در فیورد گرینلند

کشف یک معمای لرزه‌ای جهانی

در سپتامبر ۲۰۲۳، دانشمندان فعال در حوزه بررسی زلزله‌ها با پدیده‌ای شگفت‌انگیز مواجه شدند: ارتعاشات نامعمولی که هر ۹۰ ثانیه یک بار و به مدت نه روز تمام در سراسر زمین تکرار می‌شد. این سیگنال لرزه‌ای پایدار و بی‌سابقه پژوهشگران سراسر جهان را حیرت‌زده کرد. تنها یک ماه بعد، پدیده‌ای تقریباً مشابه رخ داد و این معما را پیچیده‌تر ساخت، در نتیجه یک تحقیق جامع آغاز شد.

تحلیل‌های بعدی سرنخی خارق‌العاده ارائه داد: یک مگاتسونامی عظیم که تحت تأثیر نیروهای طبیعی در فیوردی دورافتاده واقع در گرینلند ایجاد شده و با بازتاب در طول فیورد، امواجی موسوم به سیش (seiche) یا موج ایستا را به وجود آورده بود. این رویداد چنان پرانرژی بود که سیگنال آن سراسر شبکه لرزه‌نگاری زمین را تحت تاثیر قرار داد.

کشف علت: ذوب یخچال‌ها و پویایی رانش زمین

فیورد دیکسون در شرق گرینلند، نقطه آغاز این رخداد بی‌سابقه بود. داده‌های لرزه‌نگاری نشان می‌دهد که فرآیند با ذوب یخچال آغاز و منجر به دو رانش عظیم زمین در فیورد شد. این رانش‌ها حجم بزرگی از آب را جابجا کرد و امواج مهیبی با ارتفاع ۷٫۴ تا ۸٫۸ متر (۲۴٫۳ تا ۲۸٫۹ فوت) ایجاد نمود. به دلیل ساختار باریک و شیب‌دار فیورد، این امواج راه فراری نداشته و با برخورد و بازتاب متوالی از دیوارهای فیورد، یک موج ایستای پایدار ایجاد کردند که چندین روز ادامه داشت.

نکته قابل توجه اینکه به دلیل دورافتاده بودن این فیورد، هیچ فردی از این ویرانی مطلع نشد—حتی کشتی ارتشی که چند روز پس از وقوع حادثه به منطقه رسید. این پدیده تنها از طریق پژواک لرزه‌ای آن شناسایی شد.

روشن شدن ابعاد پنهان با فناوری ماهواره‌ای

در حالی که حسگرهای زمینی سیگنال‌هایی شبیه زمین‌لرزه را ثبت کردند، برای درک عمیق‌تر نیاز به داده‌هایی از زاویه بالا بود. فناوری آلتیمتری ماهواره‌ای که سطح آب را با رادار اندازه‌گیری می‌کند، معمولاً جزئیات کافی از رخدادهای کوتاه‌مدت ارائه نمی‌دهد. اما پرتاب ماهواره پیشرفته SWOT ناسا در سال ۲۰۲۲، تحولی اساسی ایجاد کرد. این ماهواره با رادار اینترفروترومتر باند Ka، ارتفاع آب‌ها را با دقت بی‌سابقه‌ای در سراسر دنیا ثبت می‌کند.

در هر دو رخداد سپتامبر و اکتبر، SWOT به طور اتفاقی داده‌هایی دقیق از فیورد دیکسون ثبت کرد. پژوهشگران با استفاده از این داده‌ها نقشه‌های ارتفاعی تفکیکی ایجاد کردند که نوسان شدید سطح آب و وجود سیش قدرتمند نزدیک به دو متر را به وضوح نمایش داد. این اندازه‌گیری مستقیم، ارتباط میان امضای لرزه‌ای و فرآیند واقعی دریاگاهی را تایید کرد.

دیدگاه کارشناسان و قدرت داده‌های ماهواره‌ای

دکتر توماس ادکاک، مهندس اقیانوس در دانشگاه آکسفورد می‌گوید: «این پژوهش نشان‌دهنده توانایی نسل جدید داده‌های ماهواره‌ای در حل معماهایی است که پیش‌تر غیرقابل دسترس بودند. یافته‌هایی از این دست، دید ما از رویدادهای شدید دریا مانند مگاتسونامی، طغیان‌های سهمگین و امواج غیرمعمول را متحول خواهد کرد. اما برای استفاده کامل از این پتانسیل، باید داده‌های ماهواره‌ای را با روش‌های یادگیری ماشین پیشرفته و دانش فیزیک اقیانوس ترکیب کنیم.»

تیم تحقیقاتی تنها به مشاهده بسنده نکرد؛ بلکه با همزمان‌سازی نقشه‌های ارتفاعی SWOT و رکوردهای لرزه‌ای موفق به بازسازی ویژگی‌های موج و روند رخدادهای هر دو مگاتسونامی شدند، حتی در بازه‌هایی که ماهواره بر فراز فیورد نبود. این روند به آنها امکان داد تا فرضیه‌های جایگزین درباره این سیگنال‌ها را رد کرده و سیش‌ها را به عنوان علت اصلی شناسایی کنند.

پیامدها برای علم اقلیم و پایش آینده

موفقیت این تحقیق سرآغاز عصری نوین در زمین‌شناسی است؛ به‌ویژه با توجه به شتاب تغییرات اقلیمی و تشدید رویدادهای غیرمنتظره در نقاط دورافتاده زمین. روند ذوب یخچال‌ها و رانش زمین، به‌ویژه در نواحی قطبی و زیرقطبی، رو به افزایش است؛ مناطقی که استقرار حسگرهای سنتی در آنها دشوار یا غیرممکن است.

توماس موناگان، مهندس دانشگاه آکسفورد، می‌گوید: «تغییرات اقلیمی بی‌سابقه‌ترین رویدادها را رقم می‌زند و این روند در مناطق سخت‌دستیابی مانند قطب شمال سریع‌تر رخ می‌دهد. حسگرهای فیزیکی به تنهایی پاسخگوی این تحولات نیستند؛ اما با استفاده از نسل جدید ماهواره‌های پایش زمین مانند ماهواره SWOT می‌توانیم دید دقیقی از روندهای دریاگاهی و اقیانوسی نوظهور به دست آوریم. قبلاً ماهواره‌ها در شناسایی اتفاقات در فیوردها با مشکل بودند، اما SWOT این معادله را تغییر داده است.»

جمع‌بندی

نخستین مشاهده مستقیم مگاتسونامی فیورد گرینلند—یک موج ایستای قدرتمند که لرزش آن به سراسر سیاره رسید—پیشرفتی چشمگیر در علم زلزله و اقیانوس‌شناسی را رقم زد. این موفقیت، که بوسیله ماهواره SWOT ناسا ممکن شد، قدرت فناوری پیشرفته عکس‌برداری از زمین را برای حل معماها و پایش تأثیر فزاینده تغییرات اقلیمی نشان داد. ادغام داده‌های دقیق ماهواره‌ای با یادگیری ماشین و علوم زمین، توانایی ما را برای تشخیص، درک و واکنش به رویدادهای طبیعی شدید زمین بی‌سابقه می‌سازد. این یافته‌ها نه تنها مدلسازی مخاطرات و تغییرات آب‌وهوایی آینده را بهبود می‌بخشند، بلکه نقش همکاری بین‌المللی و نوآوری فناورانه در آشکارسازی پویایی‌های نهان سیاره‌مان را به نمایش می‌گذارند.