Функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям (Роспечать)

Радиотелескопы помогут спутникам составить глобальную карту смещений коры

Ученые предложили объединить снимки спутников дистанционного зондирования Земли с данными радиотелескопов, что позволит создать глобальную карту смещений поверхности планеты с привязкой к надежной системе отсчета. Идея заключается в использовании высокой яркости телескопов на радарных изображениях, а также знания их координат в глобальной системе. В результате удастся интегрировать имеющуюся информацию в единый массив данных, пишут ученые в журнале Geophysical Research Letters.

Поверхность Земли постоянно модифицируется вследствие естественных и техногенных процессов, таких как землетрясения или добыча полезных ископаемых. Эти изменения можно отследить с помощью искусственных спутников, постоянно фиксирующих состояние поверхности в разных диапазонах. Однако проблема таких измерений заключается в привязке их координат к произвольным точкам, что не позволяет объединять снимки удаленных мест, например, разных континентов, для получения согласованных глобальных карт.

Основной инструмент слежения за высотой поверхности Земли — это интерферометрический радар с синтезированной апертурой, который позволяется получать данные с точностью до метра вне зависимости от погодных условий, освещенности и находящихся на поверхности объектов, таких как деревья. Этот способ похож на апертурный синтез, применяющийся в радиоастрономии, только в данном случае спутники сами являются источниками радиоволн, которые после отражения позволяют восстановить рельеф.

На данный момент существует обширная группировка спутников, исследующих Землю таким методом. В частности, этим занимаются аппараты программы «Коперник» Европейского космического агентства. Как правило, снимки частично пересекаются, а координаты отсчитываются от условного нуля, например, от усредненного уровня первого кадра. В результате можно создавать обширные карты, но разделенные водными просторами области не получится выровнять, так как рассеяние от воды быстро меняется.

Ученые из Австралии и Швеции во главе с Эми Паркер (Amy Parker) из Университета Кёртин предложили новое решение проблемы. Оно основано на включении в наблюдения спутников на регулярной основе наземных радиотелескопов, в особенности тех, что входят в глобальную систему интерферометрии со сверхдлинной базой. Это позволит использовать знание координат инструментов в глобальной системе координат для нормировки радарных карт. Однако это потребует внесения корректив в астрономические наблюдательные программы, так как телескопам придется время от времени наводиться на спутники, а не от них, как происходит сейчас.

Существующая система радиоинтерферометров включает около 30 инструментов, которые регулярно проводят совместные наблюдения. С помощью этих данных уже около 30 лет назад начала формироваться Международная небесная система координат, которая позволяет определить координаты всех участвующих в наблюдениях телескопов относительно нескольких сотен удаленных квазаров, собственные движения которых пренебрежимо малы.

Авторы протестировали предложение с помощью двух входящих в сеть радиотелескопов и пришли к выводу, что необходимые корректировки программ представляют собой умеренные изменения. Подключение всех имеющихся радиотелескопов позволит создавать глобальные карты деформаций материков и тектонических плит, что позволит оценить распределение и темп накопления механических напряжений. Это, в свою очередь, позволит значительно улучшить предсказания землетрясений.

Ранее предсказать землетрясение предложили при помощи грохота грузовых поездов, а ядерные испытания использовали для уточнения супервращение ядра Земли.

Тимур Кешелава

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.