Quando um grande terremoto atingiu a Península de Kamchatka, na Rússia, no final de julho, provocou um tsunami através do Oceano Pacífico. À medida que as ondas gigantes se espalhavam, um satélite avançado da NASA estava numa posição perfeita para observar o evento com detalhes sem precedentes.
O satélite, denominado Topografia Oceânica de Águas Superficiais (SWOT), registrou a primeira visão ampla e de alta resolução de um grande tsunami desencadeado por um terremoto na zona de subducção, de acordo com uma pesquisa publicada. Registros sísmicos.
O que os cientistas descobriram foi inesperado. Em vez de se mover através do oceano como uma onda relativamente simples, o tsunami exibiu um padrão mais complexo com ondas espalhando-se, espalhando-se e interagindo por uma vasta área do Oceano Pacífico. A descoberta poderá ajudar os investigadores a melhorar a previsão de tsunamis e a compreender melhor os riscos potenciais para as comunidades costeiras.
Um raro avistamento de um tsunami em todo o Pacífico
O tsunami foi desencadeado por um terremoto de magnitude 8,8 em 29 de julho na zona de subducção Kuril-Kamchatka, onde uma placa tectônica é forçada sob a outra. O terremoto foi classificado como o sexto maior registrado em qualquer lugar do mundo desde 1900.
Para estudar o evento, os pesquisadores combinaram observações de satélite SWOT com medições de bóias DART (Deep-Ocean Assessment and Reporting of Tsunamis) posicionadas ao longo do Oceano Pacífico. Estes instrumentos são concebidos para detectar alterações subtis no nível do mar e fornecer informações de alerta precoce durante eventos de tsunami.
De acordo com o autor principal, Angel Ruiz-Angulo, da Universidade da Islândia, o satélite forneceu uma perspectiva dramaticamente diferente da que os cientistas tinham no passado.
“Penso nos dados SWOT como um novo par de óculos”, diz Ruiz-Angulo. “Anteriormente, com os DARTs, só podíamos ver tsunamis em determinados pontos do oceano. Existiam outros satélites antes, mas eles só viam uma linha fina na melhor visão do tsunami. Agora, com o SWOT, podemos capturar uma faixa de até cerca de 120 km, com dados de alta resolução do nível do mar até cerca de 120 km.”
Um satélite construído para estudar a água
O SWOT foi lançado em dezembro de 2022 como uma missão conjunta entre a NASA e a agência espacial francesa Centre National d’Etudes Spatiales. Seu principal objetivo é criar o primeiro levantamento global abrangente das águas superficiais da Terra, rastreando tudo, desde rios e lagos até características oceânicas.
Ruiz-Angulo disse que ele e o co-autor Charlie de Marez passaram mais de dois anos analisando observações SWOT de processos oceânicos, como pequenos redemoinhos e correntes, antes que esta rara oportunidade se apresentasse.
Eles “têm analisado dados SWOT há mais de dois anos para compreender vários processos oceânicos, como pequenos redemoinhos, nunca imaginando que teríamos a sorte de pegar um tsunami”.
Desafiando uma suposição de longa data sobre tsunamis
Uma das descobertas mais surpreendentes do estudo envolveu um conceito conhecido como dispersão.
Os cientistas tradicionalmente consideram os grandes tsunamis como “não dispersivos”. Como o seu comprimento de onda é muito maior do que a profundidade do oceano, os investigadores geralmente esperam que estas ondas mantenham uma forma relativamente consistente à medida que viajam longas distâncias.
Num sistema de ondas dispersas, contudo, diferentes partes da onda movem-se a velocidades ligeiramente diferentes. Isso faz com que a onda principal se espalhe em uma onda principal seguida por uma série de ondas subsequentes.
“Os dados SWOT para este evento desafiaram a ideia de que grandes tsunamis não são dispersivos”, explicou Ruiz-Angulo.
Quando a equipe comparou as observações com simulações de computador, descobriu que os modelos com dispersão correspondiam mais às medições de satélite do que os modelos tradicionais de tsunami.
“A principal implicação desta observação para os modeladores de tsunami é que nos falta alguma coisa nos modelos que costumávamos executar”, acrescentou Ruiz-Angulo. “Esta variabilidade ‘extra’ pode representar que a onda principal pode ser modulada pela onda posterior à medida que se aproxima de alguma costa. Precisamos quantificar esta energia de dispersão adicional, e se ela tem tal efeito não foi considerado antes.”
Dados do tsunami revelam uma grande ruptura do terremoto
As observações de tsunamis também ajudaram os pesquisadores a refinar sua compreensão sobre os terremotos.
Modelos anteriores baseados em medições sísmicas e deformação do solo previram chegadas de tsunamis que não correspondiam exatamente ao que foi registrado pelos dois medidores DART. Uma estação detectou o tsunami mais cedo do que o esperado, enquanto a outra o registrou mais tarde do que o previsto.
Para investigar a anomalia, a equipe utilizou uma técnica chamada inversão, que funciona de trás para frente a partir do comportamento observado do tsunami para inferir as características do terremoto.
A sua análise sugeriu uma extensão adicional para sul da falha sísmica indicada em estudos anteriores. A fenda estendeu-se por cerca de 400 km, significativamente mais longa do que os 300 km estimados pelos modelos anteriores.
O coautor do estudo, Diego Melgar, observou que as observações do tsunami têm se tornado cada vez mais valiosas para a compreensão de como grandes terremotos se rompem perto do fundo do oceano.
“Desde o terremoto Tohoku-oki de magnitude 9,0 em 2011, no Japão, percebemos que os dados do tsunami eram informações realmente valiosas para restringir o deslizamento superficial”, disse Melger.
Por que múltiplas fontes de dados são importantes
Após o devastador terremoto e tsunami no Japão em 2011, os pesquisadores começaram a dar maior ênfase à combinação de diferentes tipos de observações ao estudar grandes terremotos.
Melger explicou que incorporar medições de bóias DART na análise sísmica continua a ser um desafio porque a física usada para modelar as ondas oceânicas é diferente da física usada para modelar as ondas sísmicas que viajam através da crosta terrestre.
Desde então, o laboratório de Melger e outros têm trabalhado em formas de incorporar dados DART em inversões, “mas isso ainda não foi feito porque os modelos hidrodinâmicos necessários para modelar o DART são muito diferentes da propagação de ondas sísmicas para modelar dados sólidos da Terra. Mas, como mostrado aqui novamente, é realmente importante que misturemos o máximo de dados possível.”
Melhorar o alerta futuro de tsunami
A zona de subducção Kuril-Kamchatka produziu o maior tsunami já registrado no Oceano Pacífico. Um terremoto de magnitude 9,0 na mesma região desencadeou um enorme tsunami em 1952, um evento que eventualmente ajudou a criar o Sistema Internacional de Alerta de Tsunami.
Essa rede de alerta foi posteriormente fundamental na emissão de alertas em todo o Pacífico durante o tsunami de 2025.
À medida que a tecnologia de satélite continua a melhorar, os investigadores esperam que as observações recolhidas pela SWOT possam um dia tornar-se parte de um sistema de previsão de tsunamis quase em tempo real, ajudando a fornecer avisos mais rápidos e precisos às comunidades em perigo.
