जुलाई के अंत में रूस में कामचटका प्रायद्वीप के पास आए 8.8 तीव्रता के शक्तिशाली भूकंप ने प्रशांत महासागर में सुनामी ला दी। समुद्र की सतह की ऊंचाई मापने के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए एक उपग्रह ने पहली बार उच्च रिज़ॉल्यूशन के साथ अंतरिक्ष से इस विशाल लहर को पूरी तरह से "ट्रैक" किया।
"द सेस्मिक रिकॉर्ड" में प्रकाशित एक हालिया अध्ययन में बताया गया है कि संयुक्त राज्य अमेरिका और फ्रांस द्वारा संयुक्त रूप से विकसित "सतह जल और महासागर स्थलाकृति" (एसडब्ल्यूओटी) उपग्रह ने इस सबडक्शन जोन भूकंप से उत्पन्न एक बड़ी सुनामी का पहला उच्च-रिज़ॉल्यूशन अंतरिक्ष अवलोकन ट्रैक रिकॉर्ड किया। इसने अपेक्षा से कहीं अधिक जटिल तरंग संरचना दिखाई, और ऊर्जा विशाल महासागर की सतह पर फैलती और बिखरती रही। शोधकर्ताओं का मानना है कि इस परिणाम से मनुष्यों को सुनामी प्रसार तंत्र की गहरी समझ हासिल करने में मदद मिलने की उम्मीद है, जिससे तटीय क्षेत्रों पर संभावित प्रभावों के आकलन में सुधार होगा।
अध्ययन आइसलैंड विश्वविद्यालय के शोधकर्ता एंजेल रुइज़-एंगुलो और अन्य द्वारा पूरा किया गया था। उन्होंने सुनामी प्रसार पथ पर तैनात एसडब्ल्यूओटी उपग्रह और डीएआरटी (डीप सी सुनामी असेसमेंट एंड रिपोर्टिंग) बोया अवलोकन रिकॉर्ड द्वारा प्राप्त समुद्री सतह की ऊंचाई के आंकड़ों का संयुक्त रूप से विश्लेषण किया। परिणामों ने न केवल सुनामी तरंग के असामान्य रूप से जटिल विवरणों का खुलासा किया, बल्कि कामचटका-कुरिल आर्क सबडक्शन क्षेत्र में 8.8 तीव्रता के इस भूकंप की टूटने की प्रक्रिया के पुनर्निर्माण के लिए नई बाधाएं भी प्रदान कीं। यह भूकंप 29 जुलाई को आया था और 1900 के बाद से दुनिया में दर्ज किया गया छठा सबसे बड़ा भूकंप था।
रुइज़-एंगुलो ने SWOT डेटा को शोधकर्ताओं को "चश्मे की एक नई जोड़ी" देने के रूप में वर्णित किया। पहले, वैज्ञानिक अनुसंधान समुदाय सुनामी की जानकारी प्राप्त करने के लिए मुख्य रूप से प्रशांत क्षेत्र में फैले DART buoys पर निर्भर थे, जो विशाल महासागर क्षेत्र पर सीमित बिंदुओं पर केवल "नमूना" और सुनामी संकेतों को रिकॉर्ड कर सकते थे। हालाँकि अन्य उपग्रह भी समुद्र की सतह की ऊंचाई में बदलाव का निरीक्षण कर सकते हैं, आदर्श परिस्थितियों में वे केवल सुनामी की एक पतली रेखा को "स्वीप" कर सकते हैं। इसके विपरीत, SWOT प्रति पारगमन लगभग 120 किलोमीटर चौड़ी समुद्री सतह का डेटा प्राप्त कर सकता है और अभूतपूर्व उच्च स्थानिक रिज़ॉल्यूशन के साथ समुद्र की सतह की ऊंचाई में उतार-चढ़ाव को चिह्नित कर सकता है।
SWOT उपग्रह दिसंबर 2022 में लॉन्च किया जाएगा और इसे NASA और फ्रेंच नेशनल सेंटर फॉर स्पेस रिसर्च (CNES) द्वारा संयुक्त रूप से विकसित किया गया है। इसका मुख्य मिशन वैश्विक सतह जल निकायों और महासागर सतहों का पहला उच्च-सटीक मानचित्रण करना है। रुइज़-एंगुलो ने कहा कि उन्होंने और सह-लेखक चार्ली डी मारेज़ ने पहले दो साल से अधिक समय तक समुद्र में छोटे पैमाने के भंवरों और अन्य संरचनाओं का अध्ययन करने के लिए एसडब्ल्यूओटी डेटा का उपयोग किया था, और मूल रूप से बड़ी सुनामी में "टक्कर" देने का अवसर मिलने की उम्मीद नहीं थी।
इस अवलोकन ने वैज्ञानिक अनुसंधान समुदाय को बड़ी सुनामी के प्रसार की विशेषताओं पर पुनर्विचार करने के लिए भी मजबूर किया। लंबे समय से, मुख्यधारा का दृष्टिकोण यह रहा है कि समुद्र की औसत गहराई से बहुत बड़ी तरंग दैर्ध्य वाली विशाल सुनामी "गैर-फैलाने वाली लहरें" हैं और क्रॉस-सागर प्रसार के दौरान समग्र तरंगों पर हावी होनी चाहिए, और ऊर्जा आसानी से तरंगों के कई समूहों में विभाजित नहीं होती है। हालाँकि, SWOT द्वारा प्राप्त इस घटना के डेटा ने स्पष्ट रूप से फैलाव प्रभाव के अस्तित्व को दिखाया: सुनामी ऊर्जा को प्रसार प्रक्रिया के दौरान विभिन्न तरंग घटकों के कई समूहों में विघटित किया गया था, और महत्वपूर्ण स्थानिक फैलाव और संरचनात्मक मॉड्यूलेशन दिखाया गया था।
शोध दल ने फैलाव व्यवहार वाले संख्यात्मक सिमुलेशन के परिणामों की तुलना उपग्रहों और प्लवों से वास्तविक माप के साथ की और पाया कि इस प्रकार के "फैलाव मॉडल" और वास्तविक अवलोकनों के बीच स्थिरता पारंपरिक मान्यताओं का उपयोग करने वाले सरलीकृत मॉडल की तुलना में काफी बेहतर है। रुइज़-एंगुलो ने बताया कि इसका मतलब यह है कि वर्तमान में आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले सुनामी संख्यात्मक मॉडल भौतिक तंत्र के संदर्भ में "कुछ गायब" हैं, विशेष रूप से बड़े पैमाने पर सुनामी लहर समूहों की आंतरिक संरचना और ऊर्जा पुनर्वितरण अभी भी अपर्याप्त हैं। उन्होंने आगे अनुमान लगाया कि ये अतिरिक्त फैलाव ऊर्जा मुख्य सुनामी लहर शिखर से पहले और बाद में "ट्रेलिंग वेव" मॉड्यूलेशन को जन्म दे सकती है, जिससे कुछ तटों के करीब पहुंचने पर स्थानीय लहर की ऊंचाई और आगमन अनुक्रम प्रभावित हो सकता है। इन संभावित प्रभावों को परिमाणित करने और भविष्य के पूर्वानुमान प्रणालियों में शामिल करने की आवश्यकता है।
इस अध्ययन में, टीम ने भूकंप स्रोत और सतह विरूपण डेटा के आधार पर पिछले सुनामी पूर्वानुमानों के साथ SWOT और DART अवलोकनों की तुलना भी की। उन्होंने पाया कि कुछ गहरे समुद्र निगरानी स्थलों पर, पारंपरिक रूप से अनुमानित सुनामी आगमन का समय DART के वास्तविक माप से मेल नहीं खाता: एक साइट पर, मॉडल द्वारा दिया गया आगमन समय बहुत जल्दी था, जबकि दूसरी साइट पर, आगमन का समय बहुत देर हो चुकी थी। इस विरोधाभास को हल करने के लिए, शोधकर्ताओं ने बाधाओं के रूप में वास्तविक बोया माप का उपयोग करके स्रोत टूटना विशेषताओं का फिर से अनुमान लगाने के लिए तथाकथित "उलटा" विधि का उपयोग किया। परिणामों से पता चला कि इस 8.8 तीव्रता वाले भूकंप का विच्छेदन क्षेत्र पिछले मॉडलों की भविष्यवाणी की तुलना में दक्षिण में अधिक दूर तक फैला हुआ है, जिसकी कुल लंबाई लगभग 400 किलोमीटर है, जो पहले अनुमानित 300 किलोमीटर से काफी अधिक है।
पेपर के सह-लेखक डिएगो मेलगर ने बताया कि 2011 में जापान के तोहोकू के तट पर 9.0 तीव्रता के भूकंप के बाद से, भूकंपीय समुदाय ने धीरे-धीरे महसूस किया है कि उथले दोषों के स्लिप वितरण को रोकने में सुनामी अवलोकन डेटा का बहुत महत्व है। हाल के वर्षों में, शोधकर्ता DART जैसे सुनामी डेटा को पारंपरिक भूकंपीय तरंगों और सतह विरूपण माप के साथ एकीकृत करने का प्रयास कर रहे हैं। हालाँकि, वास्तविक संचालन में, इस प्रकार के बहु-स्रोत डेटा युग्मन को अभी तक पूरी तरह से सामान्य नहीं किया गया है। महत्वपूर्ण कारणों में से एक यह है कि सुनामी का अनुकरण करने वाले द्रव गतिकी मॉडल और भूकंपीय तरंग प्रसार का अनुकरण करने वाले ठोस पृथ्वी मॉडल के बीच भौतिक और कम्प्यूटेशनल ढांचे में बड़े अंतर हैं। उन्होंने इस बात पर जोर दिया कि यह अध्ययन एक बार फिर दिखाता है कि भूकंप स्रोत विशेषताओं और सुनामी व्यवहार को समझने के लिए व्यापक प्रकार के अवलोकनों का संयोजन महत्वपूर्ण है।
कामचटका-कुरिले द्वीप आर्क क्षेत्र एक विश्व प्रसिद्ध क्षेत्र है जहां तीव्र भूकंप और सुनामी की आशंका रहती है। 1952 की शुरुआत में, इस क्षेत्र में 9.0 की तीव्रता वाले एक बड़े भूकंप ने प्रशांत महासागर में सुनामी पैदा कर दी और सीधे तौर पर अंतरराष्ट्रीय सुनामी चेतावनी प्रणाली की स्थापना को बढ़ावा दिया। इस प्रणाली ने 2025 में इस घटना में प्रारंभिक चेतावनी और चेतावनी जारी करने में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाई।
शोधकर्ताओं ने कहा कि जैसे-जैसे SWOT के समान उपग्रह अवलोकन डेटा जमा होता जा रहा है, भविष्य में वास्तविक समय या अर्ध-वास्तविक समय सुनामी के पूर्वानुमान में इसकी बड़ी भूमिका होने की उम्मीद है। रुइज़-एंगुलो ने कहा कि यदि ऐसे परिणाम भविष्य में अधिक वास्तविक घटनाओं में दोहराए जा सकते हैं, तो इससे निर्णय निर्माताओं और फंडर्स को यह साबित करने में मदद मिलेगी कि विशेष उपग्रह अवलोकन क्षमताओं में निवेश करने से वैश्विक सुनामी निगरानी और प्रारंभिक चेतावनी के स्तर में सुधार करने में दीर्घकालिक मूल्य है।