Les chercheurs de la NASA détectent les tsunamis dans l’atmosphère

Une Technologie De Surveillance Des Risques Utilise Les Signaux GPS Pour Détecter Les Vagues Dans La Ceinture De Feu Du Pacifique.

Des scientifiques du Jet Propulsion Laboratory de la NASA ont mis au point le système GUARDIAN (GNSS Upper Atmospheric Real-time Disaster Information and Alert Network), un système d’information et d’alerte en temps réel sur les catastrophes dans la haute atmosphère. Son objectif principal est de renforcer les systèmes d’alerte précoce en détectant les tsunamis et autres catastrophes nationales qui se produisent dans la ceinture de feu du Pacifique.

Pour ce faire, le système exploite les données transmises par des grappes de satellites GPS et de satellites de localisation connus sous le nom de Global Navigation Satellite Systems (GNSS). Ces satellites communiquent des signaux radio à un réseau de stations scientifiques au sol réparties dans le monde entier. Les données sont alors traitées par le réseau GPS différentiel mondial (GDGPS) du JPL, ce qui permet d’améliorer la précision du positionnement à quelques centimètres près en temps réel.

Le système GUARDIAN analyse les signaux GNSS pour détecter les signes d’un tsunami. De grandes portions de la surface de l’océan subissent une montée et une descente synchronisées lors d’un tsunami, ce qui entraîne le déplacement d’un volume important d’air au-dessus d’elles. Ce volume d’air déplacé se propage dans toutes les directions sous forme d’ondes sonores de basse fréquences et d’ondes de gravité.

Le Plus Rapide Des Outils De Surveillance

Toutes ces ondes atteignent en quelques minutes l’ionosphère, la plus haute couche atmosphérique électriquement chargée sous l’effet du rayonnement solaire. En conséquence de cette interaction entre les ondes de la pression et les particules chargées, les signaux des satellites de référence avoisinants sont légèrement déformés.

Les technologies de navigation traditionnelles permettent habituellement de corriger ces perturbations ionosphériques en les transformant en erreurs, alors que GUARDIAN les utilise pour identifier les risques naturels. En décryptant les perturbations induites par les tsunamis, la technique donne un aperçu en temps quasi réel de l’influence du tsunami sur l’ionosphère en l’espace de dix minutes environ. GUARDIAN peut fournir jusqu’à une heure de préavis en fonction de la distance entre l’origine du tsunami et le littoral.

GUARDIAN est aujourd’hui l’un des outils de surveillance les plus rapides de sa catégorie, mais il n’en est qu’à ses débuts. Les résultats obtenus doivent être interprétés par des spécialistes de la détection des tsunamis. Ce système est destiné à compléter les instruments terrestres et océaniques existants, tels que les sismomètres, les bouées et les tachéomètres, qui ne couvrent qu’une partie de l’océan.

Des stations GNSS sont déjà utilisées dans le cadre du programme “Disasters” de la NASA pour la reconnaissance rapide des tsunamis, et GUARDIAN prévoit d’étendre ces capacités.

L’équipe GUARDIAN

Les recherches de l’équipe GUARDIAN portent principalement sur la ceinture de feu du Pacifique, une région réputée pour son agitation géologique et où se sont produits 78 % des tsunamis enregistrés entre 1900 et 2015. GUARDIAN surveille actuellement un peu un peu plus de la moitié de la région du Pacifique qui nous intéresse.

L’équipe développe également un site web qui fournira aux professionnels des données en temps quasi réel sur l’état de l’ionosphère. Les liens des stations satellites individuelles du réseau GNSS peuvent être explorés par n’importe qui, fournissant des données provenant d’environ 90 sites autour de la ceinture de feu du Pacifique.

Au final, l’objectif de l’équipe est de développer la couverture, d’améliorer le système et de permettre la détection automatique des tsunamis et d’autres menaces, telles que les irruptions volcaniques et les tremblements de terre.

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