Från ett JPL-pressmeddelande.
NASA har släppt de första någonsin luftburna radarbilderna av deformationen i jordens yta orsakad av en stor jordbävning - magneten 7,2 temblor som gungade Mexikos delstat Baja California och delar av det amerikanska sydväst den 4 april 2010. Uppgifterna visar att i det studerade området flyttade jordbävningen Calexico, Kalifornien, regionen i en nedåt och sydlig riktning upp till 80 centimeter (31 tum).
Ett vetenskapsteam vid NASA: s Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornien, använde den JPL-utvecklade Uninhabited Aerial Vehicle Synthetic Aperture Radar (UAVSAR) för att mäta ytdeformation från jordbävningen. Radaren flyger på en höjd av 12,5 kilometer (41 000 fot) på ett Gulfstream-III-flygplan från NASA: s Dryden Flight Research Center, Edwards, Calif.
Teamet använde en teknik som upptäcker minutförändringar i avståndet mellan flygplanet och marken under upprepade, GPS-styrda flygningar. Teamet kombinerade data från flygningar 21 oktober 2009 och 13 april 2010. De resulterande kartorna kallas interferogram.
Den 4 april 2010 var jordbävningen El Mayor-Cucapah centrerad 52 kilometer sydost om Calexico, Kalifornien, i norra Baja Kalifornien. Det inträffade längs ett geologiskt komplext segment av gränsen mellan de nordamerikanska och stilla tektoniska plattorna. Jordbävningen, regionens största på nästan 120 år, kändes också i södra Kalifornien och delar av Nevada och Arizona. Den dödade två, skadade hundratals och orsakade betydande skador. Det har förekommit tusentals efterskäl, som sträcker sig från den norra spetsen av Kalifornien viken till några mil nordväst om den amerikanska gränsen. Området nordväst om huvudbrottet, längs utvecklingen av Kaliforniens Elsinore-fel, har varit särskilt aktivt och var platsen för en stor efterskocke i storleken 5,7 den 14 juni.
UAVSAR har kartlagt Kaliforniens San Andreas och andra fel längs plåtgränsen från norr om San Francisco till Mexikos gräns var sjätte månad sedan våren 2009, och letade efter markrörelse och ökad belastning längs fel. "Målet med den pågående studien är att förstå den relativa risken för San Andreas och fel i dess väster som Elsinore- och San Jacinto-fel, och fånga markförskjutningar från större jordbävningar," sa JPL-geofysiker Andrea Donnellan, huvudutredare för UAVSAR projekt för att kartlägga och utvärdera seismisk fara i södra Kalifornien.
Varje UAVSAR-flyg fungerar som en baslinje för efterföljande skakaktiviteter. Teamet uppskattar förskjutning för varje region med målet att bestämma hur belastningen är uppdelad mellan fel. När jordbävningar inträffar under projektet kommer teamet att observera deras tillhörande markrörelser och utvärdera hur de kan omfördela påfrestning till andra närliggande fel och eventuellt få dem att bryta. Data från Baja-jordbävningen integreras i JPLs QuakeSim-avancerade datormodeller för att bättre förstå felsystemen som brast och potentiella effekter på fel i närheten, som San Andreas, Elsinore och San Jacinto-fel.
En figur (figur 1) visar en UAVSAR-interferogramsträng som mäter 110 med 20 kilometer (69 x 12,5 miles) överlagrade ovanpå en Google Earth-bild. Varje färgad kontur, eller frans, av interferogrammet representerar 11,9 centimeter (4,7 tum) ytförskjutning. Större fellinjer är markerade med rött, och de senaste efterskockarna betecknas med gula, orange och röda prickar.
Jordbävningens maximala markförskjutningar på upp till 3 meter inträffade faktiskt långt söder om UAVSAR-mätningarna stannar vid den mexikanska gränsen. Emellertid mättes dessa förskjutningar av JPL-geofysiker Eric Fielding med användning av syntetisk bländarradarinterferometri från europeiska och japanska satelliter och andra satellitbilder och genom att kartlägga team på marken.
Forskare arbetar fortfarande för att bestämma den exakta nordvästliga omfattningen av huvudfelbrottet, men det är uppenbart att det kom inom 10 kilometer (6 miles) från UAVSAR-stränget, nära den punkt där interferogrammets konvergerar. "Fortsatta mätningar av regionen bör berätta om huvudfelbrottet har rört sig norrut över tiden," sade Donnellan.
En förstoring av interferogrammet visas i en annan figur (figur 2) med fokus på området där den största deformationen mättes. Utvidgningen, som täcker ett område som mäter ungefär 20 x 20 kilometer (12,5 x 12,5 mil), avslöjar många små "nedskärningar", eller avbrott, i fransarna. Dessa orsakas av markrörelser som sträcker sig från en centimeter till tiotals centimeter (några tum) på små fel. "Geologer hittar de utsökta detaljerna i de många små felbrott som är oerhört intressanta och värdefulla för att förstå de fel som brast i den 4 april jordbävningen," säger Fielding. En annan figur (figur 3) visar en närbild av det område där efterskocken i storleken 5,7 slog.
"UAVSAR: s oöverträffade upplösning gör det möjligt för forskare att se fina detaljer om Baja-jordbävningens felsystem aktiverat av huvudbävningen och dess efterskäl," sa UAVSAR: s huvudutredare Scott Hensley från JPL. "Sådana detaljer är inte synliga med andra sensorer."
UAVSAR är en del av NASA: s pågående arbete med att tillämpa rymdbaserad teknik, markbaserade tekniker och komplexa datormodeller för att främja vår förståelse för jordbävningar och jordbävningsprocesser. Radaren flög över Hispaniola tidigare i år för att studera geologiska processer efter januari: s förödande jordbävning. Uppgifterna ger forskare en basuppsättning av bilder i händelse av framtida jordbävningar. Dessa bilder kan sedan kombineras med bilder efter jordbävningen för att mäta markdeformation, bestämma hur glidning på fel distribueras och lära sig mer om felsonegenskaper.
UAVSAR fungerar också som en flygande testbädd för att utvärdera verktygen och teknologierna för framtida rymdbaserade radar, till exempel de som planeras för ett NASA-uppdrag för närvarande i formulering som kallas Deformation, Ecosystem Structure and Dynamics of Ice, eller DESDynI. Detta uppdrag kommer att studera faror som jordbävningar, vulkaner och jordskred, samt globala miljöförändringar.
