No final de julho, ocorreu um forte terremoto perto da Península de Kamchatka, na Rússia, provocando um tsunami no Oceano Pacífico. Um satélite usado para medir a altura da superfície do mar apareceu no lugar certo na hora certa.
Os pesquisadores registraram o primeiro traço espacial de alta resolução de um grande tsunami na zona de subducção no satélite Surface Water Ocean Topography, ou SWOT. Registros de terremoto.
O que os dados de satélite revelam não são simples ondas que se movem de forma limpa através do oceano, mas padrões surpreendentemente complexos de ondas que se propagam, interagem e se espalham pelas bacias. Os cientistas dizem que esta visão detalhada pode melhorar a compreensão de como os tsunamis se propagam e como, em última análise, impactam as costas.
Combinando dados de satélite com sensores oceânicos
Para compreender melhor o evento, Angel Ruiz-Angulo, da Universidade da Islândia, e colegas combinaram observações de satélite com medições de bóias DART (Deep Ocean Assessment and Reporting of Tsunamis) localizadas ao longo do caminho do tsunami. Estes sensores de águas profundas ajudaram-nos a refinar as suas estimativas dos terramotos que desencadearam as ondas.
Em 29 de julho, um terremoto de magnitude 8,8 na escala Richter ocorreu na zona de subducção de Kamchatka, nas Ilhas Curilas. Este foi o sexto maior terremoto registrado no mundo desde 1900.
“Acho que os dados SWOT são um novo par de óculos”, disse Ruiz-Angulo. “Anteriormente, com o DART, só podíamos ver tsunamis em pontos específicos do vasto oceano. Já existiram outros satélites, mas, nos melhores casos, só conseguiam ver uma linha fina através do tsunami. Agora, com o SWOT, podemos capturar faixas até cerca de 120 quilómetros de largura e obter dados sem precedentes da superfície do mar em alta resolução.”
Satélites construídos para água, não para desastres
SWOT será lançado em dezembro de 2022 como uma missão conjunta entre a NASA e o Centre National d’Etudes Spatiales da agência espacial francesa. O seu principal objetivo é realizar o primeiro levantamento global das águas superficiais da Terra, incluindo oceanos, rios e lagos.
Ruiz-Angulo disse que ele e o co-autor Charlie Desmarez passaram mais de dois anos estudando dados SWOT para compreender as características diárias do oceano, como pequenos redemoinhos. “(Nós) analisamos dados SWOT há mais de dois anos para compreender diferentes processos no oceano, como pequenos redemoinhos, e nunca imaginamos que teríamos a sorte de capturar um tsunami.”
Repensando a representação de tsunamis gigantes
Como os grandes tsunamis têm comprimentos de onda muito maiores que a profundidade do oceano, os cientistas tradicionalmente os descrevem como “não dispersivos”. Simplificando, isto significa que se espera que as ondas viajem de uma forma única e estável, em vez de se dividirem em múltiplas ondas que se espalham ao longo do tempo.
“Os dados SWOT deste evento desafiam a ideia de que grandes tsunamis não são dispersos”, explicou Ruiz-Angulo.
Quando a equipe comparou as observações de satélite com simulações de computador, descobriu que os modelos de tsunami que incluíam dispersão estavam mais próximos dos dados do mundo real do que os modelos tradicionais.
“A principal implicação desta observação para os modeladores de tsunami é que perdemos algo nos modelos que executamos no passado”, acrescentou Ruiz-Angulo. “Essa variação ‘extra’ pode significar que a onda principal pode ser modulada pela esteira à medida que se aproxima de certas costas. Precisamos quantificar esse excesso de energia de dispersão e avaliar se ela tem efeitos que não foram considerados anteriormente.”
A ruptura do terremoto leva mais tempo do que o esperado
Os investigadores também notaram uma incompatibilidade entre as previsões dos primeiros modelos dos tempos de chegada do tsunami e as medições reais registadas por dois marégrafos DART. Um medidor registrou o tsunami mais cedo do que o esperado, enquanto o outro medidor detectou o tsunami mais tarde.
A equipe reexaminou a origem do tsunami usando dados de boias de uma técnica de inversão. A sua análise mostrou que a ruptura do terramoto estendeu-se mais para sul do que se pensava anteriormente, estendendo-se por cerca de 400 quilómetros – significativamente mais do que os 300 quilómetros estimados por outros modelos.
“Desde o terremoto Tohoku-Oki de magnitude 9,0 em 2011, percebemos que os dados do tsunami contêm informações realmente valiosas para restringir o deslizamento superficial”, disse o coautor do estudo, Diego Melgar.
Por que os dados mistos são importantes
Desde o desastre de 2011, o grupo de pesquisa de Melgar e outros têm trabalhado para integrar melhor os dados das boias do DART nas análises de terremotos e tsunamis. No entanto, esta abordagem ainda não é convencional.
Desde então, o laboratório de Melgar e outros têm trabalhado em maneiras de incorporar dados DART em inversões, “mas isso ainda nem sempre é feito porque os modelos hidrodinâmicos necessários para simular o DART são muito diferentes dos modelos de propagação de ondas sísmicas que simulam dados sólidos da Terra. Mas, como mostrado aqui novamente, é importante misturarmos tantos tipos de dados quanto possível”, disse Melgar.
Melhorar os futuros alertas de tsunami
A zona de subducção Kuril-Kamchatka produziu alguns dos maiores tsunamis já registrados, incluindo o devastador terremoto de magnitude 9,0 de 1952. Esse desastre deu origem ao Sistema Internacional de Alerta de Tsunami, que mais tarde emitiu alertas em todo o Pacífico durante um tsunami em 2025.
“Com alguma sorte, talvez um dia resultados como os nossos possam ser usados para demonstrar por que estas observações de satélite são necessárias para fazer previsões em tempo real ou quase em tempo real”, disse Ruiz-Angulo.
