Als je niet aan de oostkust was tijdens orkaan Sandy, heb je de ramp waarschijnlijk op elektronische wijze meegemaakt: tv, radio, internet of telefoongesprekken. Terwijl mensen in het hele land de storm volgden door te luisteren naar informatie uitgezonden via elektromagnetische golven, reed een ander soort golf, geproduceerd door de storm zelf, onder hun voeten.
Keith Koper en Oner Sufri, een paar geologen aan de Universiteit van Utah, hebben onlangs vastgesteld dat het neerstorten van massieve golven tegen Long Island, New York en New Jersey - en golven die elkaar offshore raken - meetbare seismische golven genereerde over een groot deel van de VS, zo ver weg als Seattle. Zoals Sufri zal toelichten tijdens de presentatie van de voorlopige bevindingen van het team vandaag tijdens de jaarlijkse bijeenkomst van de Seismological Society of America, analyseerden ze gegevens van een landelijk netwerk van seismometers om microseismen te volgen, zwakke trillingen die zich over de aarde verspreiden als gevolg van de kracht van de stormgolven.
Het team maakte een video (hieronder) van de meetwaarden afkomstig van 428 seismometers in de loop van een paar dagen voor en na de storm. Aanvankelijk bleven de metingen relatief stabiel, terwijl deze ongeveer evenwijdig aan de oostkust op reisden. Toen, 'terwijl de storm west-noordwest draaide, ' zei Sufri in een persverklaring, 'de seismometers oplichten.' Spring naar ongeveer 40 seconden in de video om de meest dramatische seismische verschuiving te zien terwijl de storm naar de kust haakt:
De microseismen in de video verschillen van de golven die door aardbevingen worden gegenereerd. De laatste komen plotseling aan, in verschillende golven, terwijl de microseismen die het gevolg waren van Sandy continu in de tijd aankwamen, meer als een subtiele achtergrondtrilling. Dat maakt het omzetten van deze golven naar de moment-magnitude-schaal die wordt gebruikt om aardbevingen te meten enigszins ingewikkeld, maar Koper zegt dat als de energie van deze microseismen in een enkele golf zou worden gecomprimeerd, het zou registreren als een 2 of 3 op de schaal, vergelijkbaar met een kleine aardbeving die door een paar mensen kan worden gevoeld, maar geen schade aan gebouwen veroorzaakt.
De seismische activiteit bereikte een hoogtepunt toen Sandy van richting veranderde, zeggen de onderzoekers, wat een plotselinge toename van het aantal golven dat offshore op elkaar botst, teweegbracht. Deze creëerden enorme staande golven, die aanzienlijke hoeveelheden druk in de bodem van de zeebodem stuurden en de grond schudden.
Het is niet ongewoon voor andere gebeurtenissen dan aardbevingen om seismische golven te genereren - orkaan Katrina produceerde schudden dat werd gevoeld in Californië, aardverschuivingen hebben verschillende seismische handtekeningen en de meteoor die in februari in Rusland crashte, produceerde ook golven. Een van de redenen waarom de meetresultaten van Sandy wetenschappelijk interessant zijn, is het potentieel dat dit type analyse ooit zou kunnen worden gebruikt om een storm in realtime te volgen, als aanvulling op satellietgegevens.
Die mogelijkheid wordt mogelijk gemaakt door het feit dat een seismometer seismische beweging in drie richtingen detecteert: verticaal (op en neer schudden) en beweging van noord naar zuid en van oost naar west. Dus als bijvoorbeeld het grootste deel van het schudden dat door een seismometer op één locatie wordt gedetecteerd, van noord naar zuid is gericht, geeft dit aan dat de bron van de seismische energie (in dit geval een storm) zich ten noorden of zuiden van het apparaat bevindt, in plaats van oost of west.
Een landelijk netwerk van seismometers - zoals Earthscope, het systeem dat werd gebruikt voor dit onderzoek en dat momenteel nog wordt uitgebreid - zou uiteindelijk de capaciteit kunnen bieden om het centrum van een storm te lokaliseren. "Als je genoeg seismometers hebt, kun je voldoende gegevens krijgen om pijlen naar de bron te laten wijzen, " zei Koper.
Satellieten kunnen natuurlijk al het oog en de ledematen van een orkaan lokaliseren. Maar door het energetische centrum van de storm te lokaliseren en dit te combineren met satellietwaarnemingen van de omvang van de storm, kunnen wetenschappers uiteindelijk in staat zijn om de energie die vrijkomt door een orkaan in realtime te meten, terwijl de storm zich ontwikkelt. Momenteel wordt de Saffir-Simpson-schaal gebruikt om orkanen te kwantificeren, maar er zijn verschillende kritieken op - het is alleen gebaseerd op windsnelheid, dus het kijkt uit over de totale omvang van een storm en de hoeveelheid neerslag in de productie. Het opnemen van de ruwe seismische energie die vrijkomt door een storm zou een manier kunnen zijn om toekomstige orkaanclassificatieschema's te verbeteren.
Het vooruitzicht dat seismometers (instrumenten die doorgaans worden gebruikt om aardbevingen te detecteren) worden gebruikt als aanvulling op satellieten bij het volgen van stormen, is ook interessant vanwege een recente trend in precies de tegenovergestelde richting. Vorige maand werden voor het eerst satellietgegevens gebruikt om een aardbeving te detecteren door extreem lage geluidsgolven op te vangen die vanuit het epicentrum door de ruimte reisden. Het lijkt erop dat de velden van meteorologie en geologie snel bij elkaar komen en de reële interactie tussen de aarde en de atmosfeer eromheen weerspiegelen.
