Interferogram som visar den koseismiska ytförskjutningen i området Oaxaca, Mexiko, genererad från flera Sentinel-1-skanningar – före och efter jordbävningen den 23 juni. Genom att kombinera data från Copernicus Sentinel-1-uppdraget, förvärvade före och efter jordbävningen, förändringar på marken som inträffade mellan de två förvärvsdatumen leder till de färgglada interferensmönstren i bilderna, känt som ett "interferogram", gör det möjligt för forskare att kvantifiera markrörelsen. Kredit:innehåller modifierad Copernicus Sentinel-data (2020), behandlas av ESA, CC BY-SA 3.0 IGO
På morgonen den 23 juni 2020, en kraftig jordbävning drabbade den södra delstaten Oaxaca, Mexiko. Jordbävningen med magnituden 7,4 ledde till evakueringar i regionen, utlöste en tsunamivarning och skadade tusentals hus. Satellitradardata, från Copernicus Sentinel-1 uppdraget, används för att analysera effekterna av jordbävningen på land.
Mexiko är en av världens mest seismiskt aktiva regioner, sitter på toppen av tre av jordens största tektoniska plattor - den nordamerikanska, Cocos, och Stilla havet. Nära Mexikos södra region, den nordamerikanska plattan kolliderar med Cocos plattan, som tvingas under jord i en subduktionszon. Denna geologiska process är förknippad med många av de skadliga jordbävningarna på Stillahavskusten i Mexiko – inklusive den senaste den 23 juni.
Jordbävningen som rapporterades i Oaxaca-regionen inträffade klockan 10:29 lokal tid - med dess epicentrum beläget cirka 12 km sydväst om Santa María Zapotitlán. Flera kraftiga efterskalv registrerades samma dag, med ytterligare fem inspelade under de följande 24 timmarna.
Även om det för närvarande inte finns något sätt att förutsäga när jordbävningar kommer att inträffa, radarbilder från satelliter gör det möjligt att observera effekterna av jordbävningar. Sedan lanseringen, Copernicus Sentinel-1-uppdraget har visat sig vara ett magnifikt system för att mäta ytdeformationen orsakad av tektonik, vulkanutbrott och landsättningar.
I figurerna till vänster, data från Sentinel-1A- och Sentinel-1B-satelliten, förvärvades kort före och efter jordbävningen, har kombinerats för att mäta den koseismiska ytförskjutningen, eller förändringar på marken, som inträffade mellan de två förvärvsdatumen. Detta leder till det färgglada interferensmönstret (eller fransarna) som kallas ett interferogram, vilket gör det möjligt för forskare att kvantifiera ytförskjutningen.
Ramón Torres, Copernicus Sentinel-1 projektledare, förklarar, "Interferogrammet representerar ytförskjutning i radarns siktlinje, dvs hälften av radarvåglängden. Avståndet mellan interferenscykeln, från gult till gult, motsvarar 28 mm deformation i radarns siktlinje. Till exempel, en blå-grön-röd färgcykel representerar en relativ rörelse mot radarn, medan en röd-grön-blå färgcykel innebär en deformation bort från radarn. Fransarna kan lindas upp för att möjliggöra omvandling till meter. Resultatet, kallas ytförskjutningskartan, visar den relativa deformationen orsakad av jordbävningen."
Förskjutning uppmätt i radarns siktlinje från de fallande (översta) och uppåtgående (botten) passen. Kredit:Copernicus Sentinel data (2020), behandlas av ESA, CC BY-SA 3.0 IGO
I Oaxaca-bilderna, markdeformation på upp till 0,45 m observerades i kuststaden La Crucecita - där epicentret låg.
Med sina 250 km breda strängar över landytor, Copernicus Sentinel-1-uppdraget ger forskare en bred bild av förskjutningen, låta dem undersöka markförskjutningen och vidareutveckla den vetenskapliga kunskapen om skalv.
Genom att dra nytta av tillgången på både Sentinel-1A- och Sentinel-1B-bilder, forskare kan kvantifiera markrörelsen i både vertikala och öst-västliga riktningar genom att kamma de radarskanningar som erhållits när satelliterna flög både söderut till norr och norr till söder.
Medan nuvarande radaruppdrag är begränsade när det gäller att mäta den öst-västliga komponenten av ytförskjutning, det föreslagna Earth Explorer-kandidatuppdraget, Harmoni, kommer att utöka kapaciteten genom att lägga till ytterligare siktlinjer till Sentinel-1-uppdraget.
I områden där förskjutningen övervägande sker i nord-sydlig riktning, Harmony kommer att ha förmågan att systematiskt och noggrant mäta ytterligare en dimension av förskjutning. Detta kommer att hjälpa till att lösa oklarheter i de underliggande geofysiska processerna som leder till jordbävningar, jordskred och vulkanism.
Med blicken mot framtiden, de kommande sex högprioriterade kandidatuppdragen kommer att utöka den nuvarande kapaciteten för Sentinel-uppdragen, en av dem är L-band Synthetic Aperture Radar, ROSE-L, uppdrag, vilket också kommer att utöka de nuvarande funktionerna hos Sentinel-1. Uppdraget kommer att tillåta forskare att ytterligare förbättra kartläggningen av jordbävningar under det kommande decenniet.
Ramón Torres säger, "Sentinel-1-tjänsterna är mycket väl garanterade i årtionden framöver. De kommande Sentinel-1C och Sentinel-1D håller på att färdigställas, och utformningen av nästa generations satelliter kommer att börja senare i år."
