GOCE: el primer sismómetro en órbita
Los satélites registran los cambios provocados por los terremotos en la superficie de la Tierra, pero nunca antes habían sondeado directamente las ondas de un temblor en el espacio – hasta ahora. GOCE, el satélite de gravedad híper-sensible de la ESA, acaba de añadir otro logro a su lista de éxitos pioneros.
Los terremotos no solo crean ondas sísmicas que viajan a través del interior de la tierra, los grandes seísmos también hacen que la superficie del planeta vibre como la piel de un tambor. Esto genera ondas de sonido que viajan hacia arriba a través de la atmósfera.
El tamaño de estas ondas cambia, de centímetros en la superficie, a kilómetros en la fina atmósfera a altitudes de 200–300 km.
Solo las ondas de sonido de baja frecuencia – infrasonidos – alcanzan estas alturas. Causan movimientos verticales que expanden y contraen la atmósfera acelerando las partículas del aire.
El lunes, Japón recordará a los 20.000 fallecidos en el terremoto y el tsunami que asolaron la costa noreste hace dos años. Nuevos estudios han revelado que este devastador seísmo también se sintió en el espacio por el satélite GOCE de la ESA.
Lanzado en el año 2009, GOCE ha estado cartografiando la gravedad de la Tierra con una precisión sin precedentes, orbitando a la altitud más baja a la que ha orbitado ningún otro satélite de observación. Pero a menos de 270 km de altura, tuvo que enfrentarse a una fuerte resistencia aerodinámica al atravesar un remanente de la atmósfera.
El satélite, inteligentemente diseñado, lleva un innovador instrumento que compensa instantáneamente cualquier alteración generando impulsos calculados con mucha precisión. Estas medidas son proporcionadas por acelerómetros muy precisos.
Mientras que las medidas aseguran que GOCE permanece ultraestable en su órbita baja con el fin de recoger medidas ultraprecisas de la gravedad de la Tierra, la densidad atmosférica y los vientos verticales a lo largo de su camino pueden inferirse de los datos del acelerómetro y de los impulsos generados.
Científicos del Instituto de Investigación en Astrofísica y Planetología (Francia), de la Agencia Espacial Francesa (CNES), del Instituto de Ciencias Físicas de la Tierra (París) y de la Universidad Delft de Tecnología (Países Bajos), con el respaldo del área de apoyo a la ciencia de observación de la Tierra (Earth Observation Support to Science Element) de la ESA, han explotado al máximo los datos de GOCE estudiando las medidas realizadas hasta ahora.
Descubrieron que GOCE detectó ondas de sonido procedentes del devastador terremoto que afectó a Japón en el 11 de marzo 2011.
Cuando GOCE pasó a través de estas ondas, sus acelerómetros registraron el desplazamiento vertical de la atmósfera circundante de un modo similar al que los sismómetros registran los terremotos en la superficie de la Tierra. También se observaron variaciones en forma de ondas en la densidad del aire.
Rafael García, del Instituto de Investigación en Astrofísica y Planetología, afirmó que “Los sismólogos están especialmente emocionados con estos descubrimientos ya que eran, virtualmente, los únicos científicos de la Tierra sin un instrumento espacial que pudiera compararse directamente con los que se utilizan en tierra. Con esta nueva herramienta pueden empezar a mirar hacia el espacio para comprender qué ocurre bajo sus pies”.
Tal y como muestra la animación, GOCE, que orbita la Tierra a unos 8 km/s, atravesó el infrasonido mientras viajaba sobre el Océano Pacífico a la velocidad de las ondas sísmicas de la superficie, unos 4 km/s. Luego, tras pasar por el Polo Norte, GOCE volvió a captar el frente de onda del infrasonido sobre Europa.
Se trata de las primeras observaciones directas que sondean las ondas atmosféricas creadas por los terremotos.
Sean Bruinsma, del CNES, añadió, “Tras infructuosos análisis realizados en el pasado con datos de otros terremotos obtenidos por las misiones CHAMP y GRACE, estamos muy emocionados por haber encontrado las ondas predichas en los datos de baja altitud y alta precisión de GOCE”.
Rune Floberghagen, responsable de la misión GOCE en la ESA, señaló que “El equipo de GOCE siempre ha sabido que nuestros acelerómetros era algo realmente especial. Son unas 100 veces más sensibles que acelerómetros previos. De hecho, son tan buenos que era obvio que estos datos encontrarían usos muy útiles fuera del campo de estudio de la gravedad, por ejemplo, haciendo pruebas en el entorno espacial de un modo diferente. Por supuesto, ahora estamos emocionados al ver cómo esas predicciones se hacen realidad, con apasionantes aplicaciones en campos como la sismología”.
