Datos científicos recopilados durante el terremoto y el tsunami de Tohoku-oki en marzo de 2011
En 2011, el cuarto terremoto más grande en la historia sacudió a la costa de Japón, generando un devastador tsunami. Los satélites y los científicos tuvieron una visión sin precedentes de ambos. Este artículo ofrece un vistazo de algún nuevo conocimiento científico que surgió.Las olas del tsunami superpuestas sobre el fondo marino
Los científicos han sabido durante años que la forma del fondo del mar juega un papel importante en cómo las olas de los tsunamis se acumulan cuando se acercan a la costa. La topografía submarina también determina por qué algunas zonas reciben un golpe peor que otras.
Sin embargo, a raíz del tsunami de Tohoku-oki, los científicos saben ahora que la topografía del fondo marino afecta a la fuerza y la altura de un tsunami, incluso en las profundidades del océano y en grandes distancias de la génesis de la ola. Los científicos habían sospechado que las montañas submarinas y simas, así como las islas, desempeñan un papel en desviar las olas del tsunami en algunos lugares y las amplifican en los demás. Pero no fue hasta que tres satélites pasaron sobre esas olas, en marzo de 2011, que se pudo confirmar.
Los investigadores del Jet Propulsion Laboratory de la NASA (JPL) y la Universidad Estatal de Ohio (OSU) utilizaron altímetros satelitales para observar como la "fusión" de los frentes de olas del tsunami se combinan para formar olas individuales al doble de la altura anterior. Estas olas pueden viajar cientos o miles de kilómetros sin perder la fuerza.
La imagen de arriba proviene de un modelo basado en datos de computadora que muestra cómo las ondas pueden refractarse, curvarse y fundirse cuando se propagan. Los picos de las olas se representan en color rojo-marrón, mientras que las depresiones en la superficie del mar aparecen en azul-verde. La escala de grises muestra la ubicación de las dorsales oceánicas, picos y las islas. También puedes ver a continuación el modelo animado, que revela el movimiento a través de la cuenca del Pacífico.
El equipo examinó las mediciones de los frentes de onda que se tomarón por los satélites Jason-1, Jason-2 y Envisat, cada uno de ellos volando sobre el tsunami en un lugar diferente. Los altímetros en cada uno de los satélites midieron los cambios del nivel del mar con una precisión de unos pocos centímetros. Ellos encontraron que el tsunami de marzo 2011 se duplicó en intensidad al pasar por escarpadas cordilleras oceánicas y alrededor de islas en medio del Océano Pacífico. Ellos verificaron sus observaciones por satélite mediante la comparación con los datos de Sistema de Posicionamiento Global (GPS), sensores y boyas de datos del programa National Oceanic and Atmospheric Administration's Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis (DART).
"Fue una de cada diez millones de posibilidades que hemos sido capaces de observar esta doble ola con los satélites", dijo Tony Song, investigador principal del estudio y científico en el JPL. "Los investigadores han sospechado durante décadas que esos "tsunamis fusión" podrían haber sido también responsables del tsunami chileno de 1960 que mató a unas 200 personas en Japón y Hawai, pero nadie había observado definitivamente la fusión de un tsunami hasta ahora. Era como mirar a un fantasma. Jason pasó por el lugar correcto en el momento adecuado para capturar el doble ola".
Imágenes y películas del NASA Earth Observatory creadas por Jesse Allen, usando datos proporcionados por Tony Song (NASA/JPL). Leyenda de Michael Carlowicz.
Terremoto de Tohoku, mapa de intensidad
El 11 de marzo de 2011, el terremoto más grande en la historia moderna de Japón sacudió la costa noreste, a unos 130 kilómetros (81 millas) al este de la región continental de Tohoku. Clasificado inicialmente como de magnitud 8,9, el sismo fue revisado más tarde al alza de magnitud 9,0 por la Agencia Meteorológica de Japón (JMA) y el Servicio Geológico de EE.UU. (USGS). El evento hizo temblar edificios y causó cientos de daños a la infraestructura a kilómetros de distancia. Más cerca del sismo principal, fueron devastadas las regiones costeras, tanto por el terremoto como por el tsunami resultante.
Este mapa muestra el movimiento del suelo y la intensidad de la sacudida del terremoto en docenas de lugares en todo Japón. Cada círculo representa una estimación de agitación según lo registrado por el USGS, en conjunción con las redes sísmicas regionales. Los tonos de color amarillo pálido representan la menor intensidad y los de color rojo oscuro representan alta intensidad. Los datos de la sacudida de la tierra se superponen sobre un mapa de densidad de población prevista por el Oak Ridge National Laboratory.
El patrón de movimiento parece ir en paralelo a la fosa de subducción mar adentro, disminuyendo la intensidad de este a oeste, en comparación con el norte y el sur. El movimiento del suelo también parece ser más intenso en las zonas costeras y ribereñas, donde los asentamientos están construidos sobre sedimentos más blandos y menos rocosos del lecho.
Tenga en cuenta la intensidad de las sacudidas, incluso cerca de Tokio, bien lejos del epicentro. La falta de un gran número de víctimas humanas en el área metropolitana es sin duda un testimonio de que la nación está preparada para los terremotos.
En la semana después del sismo principal, Japón soportó 262 réplicas de por lo menos magnitud 5, según JMA. Cuarenta y nueve fueron de magnitud 6 o mayor, y tres fueron de magnitud 7 o superior. Las réplicas fueron casi en su totalidad en alta mar, en una zona que se extiende a unos 500 kilómetros (300 millas) de las prefecturas de Iwate e Ibaraki.
Referencias
Japanese Meteorological Agency (2011). The 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake. Accessed March 18, 2011.
USGS (n.d.) Shake Maps. Accessed March 18, 2011.
NASA Earth Observatory Image by Jesse Allen and Robert Simmon, using data from the USGS Earthquakes Hazard Program and Oak Ridge National Laboratory Geographic Information Science and Technology. Caption by MIke Carlowicz.
Terremoto y el tsunami produce ondas en la atmósfera
El terremoto y el tsunami de 2011 en Japón tuvo muchos efectos potentes, pero uno de los más inusuales es el que tuvo en la atmósfera superior. Las ondas que se mueven a través de la tierra y las olas marinas crearon ondas en la ionosfera, una capa por encima de 85 kilómetros (50 millas) de altitud, donde se rompen las moléculas en electrones e iones por la radiación del sol.
Esta imagen, un fotograma de la animación de más abajo, muestra cómo las ondas de energía desde el terremoto y el tsunami se propagan hasta el borde del espacio y perturbado la densidad de los electrones en la ionosfera. La imagen está basada en modelos sofisticados de la distorsión de las señales de radio entre el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) y los receptores en tierra. El mapa muestra los cambios en el contenido total de electrones (TEC) en la ionosfera.
El terremoto creó ondas acústicas y de Rayleigh que se movieron para arriba en la ionosfera en los 10 minutos después del terremoto. Del mismo modo, el movimiento del tsunami también alteró la atmósfera, creando ondas de gravedad que tardaron de 30 a 40 minutos en llegar a la ionosfera. Las ondas de gravedad coincidía con la velocidad horizontal del tsunami, alrededor de 200 a 300 metros por segundo. Las ondas de gravedad viajaron más al oeste de Japón, a pesar del tsunami que se paró en la costa.
Referencias
Galvan, D.A., Komjathy, A., Hickey, M.P. and Mannucci, A.J. (2011) The 2009 Samoa and 2010 Chile tsunamis as observed in the ionosphere using GPS total electron content. Journal of Geophysical Research (Space Physics) 116, A06, 318.
Song, Y. T. (2007) Detecting tsunami genesis and scales directly from coastal GPS stations. Geophysical Research Letters, 34, L19,602.
Image by NASA/JPL-Caltech. Caption by Michael Carlowicz.
Icebergs antárticos desprendidos por el tsunami de Japón
Utilizando datos de radar de satélite, los científicos observaron el desprendimiento de varios grandes icebergs de la plataforma de hielo Sulzberger a lo largo de la costa antártica como consecuencia del tsunami de marzo 2011 en Japón, a medio mundo de distancia. Los científicos han especulado que las olas del mar podrían provocar que la capa de hielo se doblase y rompiese, pero esta es la primera vez que los investigadores han observado que un tsunami produce este efecto.
La imagen de arriba fue tomada por el Radar de Apertura Sintética Avanzada (ASAR) de la Agencia Espacial Europea, en el satélite Envisat, el 11 de marzo y 16 de 2011. La imagen fue tomada justo antes de la llegada del tsunami en la parte delantera de la plataforma de hielo Sulzberger, mientras que las imágenes del vídeo de abajo muestran los trozos de hielo llegando al mar tan sólo cinco días después. La serie de imágenes de lapso de tiempo de abajo muestran también la progresión de la la ruptura de hielo. En cada imagen de radar, que permite a los investigadores ver a través de la cubierta de nubes el hielo de la Tierra, las plataformas de hielo y los icebergs nuevos son de blanco más brillante, mientras que las áreas más grises tienen pequeños trozos de hielo del mar. Las aguas abiertas son de color negro.
Los icebergs se pueden formar en cualquier número de formas, pero la mayor parte del tiempo el proceso está fuera de la vista. A menudo, los científicos ven grandes trozos a la deriva en los mares polares y luego tienen que trabajar hacia atrás para averiguar el punto de origen. En este caso, un equipo de investigación dirigido por Brunt Kelly, de la NASA Goddard Space Flight Center miró hacia delante, no hacia atrás.
Cuando ocurrió el terremoto y el tsunami de Tohoku los investigadores miraron hacia el sur de inmediato, cuando las enormes olas explotaron desde el epicentro en el noroeste del Océano Pacífico. Los científicos revisaron los registros de las caras más vulnerables de la costa de la Antártida y estudiaron modelos de la probabilidad de propagación de las ondas. Dentro de 18 horas después del terremoto, las ondas de tsunami habían viajado 8.000 millas (13.600 kilómetros) y llegaron a las costas de la Antártida.
Referencias
NASA (2011, August 8) Tohoku Tsunami Created Icebergs In Antarctica.
NASA Earth Observatory (2011) Natural Hazards: Earthquake and Tsunami Near Sendai, Japan.
Images courtesy of the European Space Agency. Caption by Patrick Lynch and Mike Carlowicz.
Las pérdidas de electricidad en el noreste de Japón
Una de las consecuencias del terremoto y el tsunami que azotó el noreste de Japón fue la pérdida generalizada de electricidad. Múltiples áreas a lo largo de la costa sufrieron pérdidas de energía, en particular alrededor de la ciudad de Sendai. El 12 de marzo de 2011, el satélite F-18 de la Fuerza Aérea de los EE.UU. del Programa de Satélites Meteorológicos de Defensa (DMSP) observó pérdidas de electricidad en partes del noreste de Japón.
Esta imagen compuesta compara observaciones después del terremoto con las imágenes de las luces observadas en 2010. El amarillo indica las luces que estaban funcionando en 2010 y 2011, e incluye Tokio y áreas al sur y el oeste. El color rojo indica los cortes de energía detectados el 12 de marzo de 2011, en comparación con los datos de 2010. Las áreas de pérdida de energía incluyen Sendai y localidades costeras al norte de Tokio. El color azul indica las nubes, que también tiñe algunas de las zonas iluminadas de color amarillo a verde. Magenta (visible al sur y al oeste en la imagen grande) indica las luces oscurecidas por las nubes. Brillantes manchas verdes también pueden indicar nuevas luces detectadas en 2011 que no se observaron en 2010, y algunas son visibles en las zonas costeras al norte de Sendai.
Referencias
Defense Meteorological Satellite Program. Japan Earthquake and Tsunami March 2011. National Geophysical Data Center. Accessed March 19, 2011.
Image courtesy NOAA National Geophysical Data Center. Caption by Michon Scott.
Terremoto y tsunami cerca de Sendai, Japón
El 11 de marzo de 2011, a las 2:46 pm hora local (05:46 hora universal o UTC), un terremoto de magnitud 9.0 sacudió la costa este de Japón, a 38,3 grados de latitud norte y 142,4 grados de longitud Este. El epicentro se situó a 130 kilómetros (80 millas) al este de Sendai, y a 373 kilómetros (231 millas) al noreste de Tokio. Si las mediciones iniciales se confirman, sería el quinto mayor terremoto del mundo desde 1900 y el peor en la historia de Japón.
Este mapa muestra la ubicación del terremoto del 11 de marzo, así como los temblores (líneas discontinuas) y réplicas (líneas continuas). El tamaño de cada círculo representa la magnitud del temblor asociado o choque. El mapa también incluye datos de elevación de la tierra de la NASA Shuttle Radar Topography Mission y los datos de batimetría del océano desde el Centro Británico de Datos Oceanográficos.
Según el Servicio Geológico de EE.UU. (USGS), el terremoto ocurrió a una profundidad de 24,4 kilómetros (15,2 millas) por debajo del lecho marino. El terremto del 11 de marzo fue precedido por una serie de grandes temblores el 9 de marzo, incluyendo un evento M7.2. El USGS informó que los terremotos "se produjeron como resultado de fallas de empuje en o cerca de la zona de subducción límite de la placa de interfaz".
El terremoto del 11 de marzo envió las olas de un tsunami a precipitarse en la costa de Japón y a desplazarse en toda la cuenca del Pacífico. Las costas y puertos en forma de media luna, como los cercanos a Sendai, pueden desempeñar un papel en el enfoque de las olas cuando se acercan a la orilla. Además, como elevación de la tierra es baja y plana a lo largo de gran parte de la costa japonesa, muchas áreas son particularmente vulnerables a los tsunamis.
La Agencia Meteorológica de Japón informó de alturas máximas del tsunami de 4,1 metros en Kamaishi a las 3:21 pm (06:21 UTC), de 7,3 metros a las 3:50 pm (06:50 UTC) en Soma, y 4.2 metros a las 4:52 pm ( 07:52 UTC) en Oarai.
El Centro de Alerta (PTWC) de los EE.UU. informó de una ola con una altura máxima de 2,79 metros (9,2 pies) en una estación de observación en Hanasaki, Hokkaido, a las 3:57 pm hora local (06:57 UTC). Otros informes del PTWC:
1,27 metros (4,2 pies) a las 10:48 UTC en la isla de Midway
1,74 metros (5,7 pies) en 13:72 UTC en Kahului, Maui, Hawai
1,41 metros (4,6 pies) a las 14:09 UTC en Hilo, Hawai
0,69 metros (2,3 pies) a las 15:42 UTC en Vanuatu
1,88 metros (6,2 pies) a las 16:54 UTC en el Puerto de San Luis, California
2,02 metros (6,6 pies) a las 16:57 UTC en Crescent City, California
Referencias
Japan Meteorological Agency (2011, March 11). Latest Tsunami Information. Accessed March 11, 2011.
Pacific Tsunami Warning Center (2011, March 11). Tsunami Messages for the Pacific Ocean. Accessed March 11, 2011.
U.S. Geological Survey (2011, March 11). Magnitude 8.9 - Near The East Coast of Honshu, Japan. Accessed March 11, 2011.
NASA Earth Observatory image created by Robert Simmon and Jesse Allen, using earthquake and plate tectonics data from the USGS Earthquake Hazard Program, land elevation data from the Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) provided by the University of Maryland’s Global Land Cover Facility, and ocean bathymetry data from the British Oceanographic Data Center’s Global Bathmetric Chart of the Oceans (GEBCO). Caption by Michael Carlowicz.
Ver también:
Terremoto y tsunami de Japón: Mirando hacia atrás desde el espacio (I)
Imágenes del tsunami de Japón: entonces y ahora (56 fotografías)
