Inwoners van kustplaatsen in Chili herinneren zich de catastrofale aardbevingen die hun land in 1960 en 2010 troffen niet altijd voor de bevingen zelf, maar voor de tsunami's die daarop volgden.

Degenen die de aardbeving van 9,5 op de schaal van Richter overleefden, vertelden interviewers over de man in Maullin, Chili die, na de eerste golf van de tsunami, rende zijn pakhuis aan de kade binnen om bezittingen op te halen net toen de tweede golf toesloeg. De tweede golf veegde het pakhuis de zee in en de man werd nooit meer gezien. evenzo, golven die de eerste volgen, zogenaamde sleepgolven, maakte reddingspogingen na de tsunami in 2010 levensbedreigend.

In 2010, samenleving beschikte over betere technologie voor tsunamiwaarschuwing dan in 1960, maar er waren nog steeds zwakke punten. Nieuw onderzoek door geofysici van Scripps Institution of Oceanography aan UC San Diego onthult de sterke en zwakke punten van vroege waarschuwingssystemen voor tsunami's, zoals ervaren in de aflevering van 2010. Het onderzoek is representatief voor veel wetenschappelijk onderzoek omdat het geen nieuwe voorspellingsinstrumenten creëert, maar bijdraagt ​​aan het beoordelen van de betrouwbaarheid van bestaande methoden. De wetenschappers hopen dat het werk de voorspellingen van slepende tsunami-golven kan verbeteren.

Ignacio Sepulveda Oyarzun, een postdoctoraal onderzoeker bij Scripps Oceanography die zelf de aardbeving van 2010 in Chili heeft overleefd, en collega's vonden een zwakte op basis van onnauwkeurige schattingen van bathymetrie, dat is de topografie of diepte van de zeebodem. Die onnauwkeurigheid maakt niet zoveel uit wanneer een initiaal, of leidend, tsunamigolf slaat toe vanwege zijn enorme omvang, maar achterblijvende golven hebben golflengten die zo kort zijn dat ze aanzienlijk meer worden beïnvloed door de vorm van de zeebodem waarover ze reizen op hun weg naar kustlijnen. Trailing wave-voorspellingen worden ernstig beïnvloed door bathymetriefouten, zeiden studie auteurs, met golfamplitude-onzekerheden met maar liefst 35 procent.

Sepulveda zei dat er goed nieuws is in dit werk, omdat het de nauwkeurigheid van toonaangevende tsunami-golfwaarschuwingen valideert, maar hij geeft ook de waarschuwing dat mensen na de eerste golf enkele uren weg moeten blijven van kustgebieden vanwege de onvoorspelbaarheid van wat er daarna gebeurt.

"We hebben ons lange tijd afgevraagd wat de impact van bathymetriefouten op tsunami-modellen is, omdat bathymetriegegevens een cruciale input van de modellen zijn, " zei Sepulveda. "Met deze nieuwe studie, we kunnen nu waardevolle vragen beantwoorden over de betrouwbaarheid van tsunami-waarschuwingen en gevarenbeoordelingen."

De beste gissingen van de wetenschap over de locatie van zeebodemkenmerken zoals onderzeese bergen of canyons of riffen en hun afmetingen komen van peilingen, dat zijn fysieke metingen van de afstand tussen het oppervlak en de oceaanbodem op een bepaalde locatie. Peilingen worden gemaakt door schepen, maar het proces is duur. Mede door het hoge prijskaartje, slechts ongeveer 11 procent van de dieptemeting van de oceaan is op deze manier gemeten.

Schattingen van hoe de andere 89 procent van de zeebodem eruit ziet, zijn afgeleid van hoogtemetingen die door satellieten zijn gedaan van de hoogte van het oceaanoppervlak. Satellieten leiden af ​​wat de zwaartekracht op een bepaald punt is; hoe groter de zwaartekracht, de hogere onderzeese onderzeese bergen moeten zijn.

Deze methode is door de jaren heen gebruikt door onderzoekers van Scripps Oceanography die oceaangegevens leveren aan Google Maps, onder andere gebruikers, om de lege plekken in te vullen. Bathymetriegegevens worden gebruikt voor wat wetenschappers numerieke modellen noemen, of simulaties die ook afhankelijk zijn van wiskunde en hypothetische gegevens om het waarschijnlijke tsunami-gedrag te schatten. Fouten in hoogtemetingsgegevens kunnen ertoe leiden dat satelliet-afgeleide schattingen van de hoogte honderden meters afwijken.

"Terwijl satelliethoogtemeters dit globale perspectief bieden op de diepte van de zeebodem, ze missen de nauwkeurigheid en resolutie die wordt verkregen door multibeam-echosounders aan boord van grote onderzoeksschepen zoals [Scripps Research Vessel] Sally Ride, " zei Scripps Oceanography-geofysicus David Sandwell.

Het team van Sepulveda heeft een nieuw model gemaakt door bathymetriegegevens te analyseren die zijn verzameld op verschillende locaties over de hele wereld en te berekenen hoe ver die gegevens van de werkelijkheid verwijderd zijn. Het model dat ze hebben gemaakt, genereert vervolgens een schatting van de foutenmarge die kan worden gebruikt om een ​​reeks andere oceanografische modellen te informeren, inclusief tsunami-voortplantingsmodellen.

Ze gebruikten het model om naar eerdere tsunami's te kijken en ontdekten dat de voorste golf over het algemeen een golflengte heeft die zo groot is dat eventuele bathymetrische fouten er weinig invloed op hebben. slepende golven, die minuten of uren later komen, kortere golflengten hebben, ze op een schaal plaatsen die meer vergelijkbaar is met de grootte van bathymetriefouten. Die bathymetrische kenmerken kunnen de golven op talloze manieren vergroten of verzwakken, evenals hun interactie met normale brekende golven.

In Chili, veel kustplaatsen zijn gebouwd rond baaien, die meestal natuurlijke bescherming bieden tegen stormen. Maar wanneer achtervolgende tsunami-golven toeslaan, diezelfde geografische kenmerken kunnen de energie van de golven concentreren, golven creëren die groter zijn dan de eerste, en meer gelokaliseerd. Dat was in 2010 het geval waar bewoners van het vissersdorp Dichato, Chili herinnerde zich dat het de derde tsunami-golf was die de stad wegvaagde, enkele uren na de aardbeving van 03.30 uur.

"De systematische studie waarin gedetailleerde zeestraalonderzoeken van bathymetrie en satelliet-afgeleide bathymetrie worden vergeleken, benadrukt de verschillen die een grote impact kunnen hebben op het verminderen van gevaren van de secundaire en achterblijvende golven van tsunami's, " zei co-auteur van de studie Jennifer Haase, een geofysicus bij Scripps Oceanography. "Het kan ook nuttig zijn voor vele andere manieren waarop satellietafgeleide bathymetrie wordt gebruikt, bijvoorbeeld het begrijpen van oceaanstromingen."

De studie verschijnt in de Journal of Geophysical Research Solid Earth .