Desplazamientos horizontales (a) y verticales (b) promedio durante 6 meses en estaciones GNSS en la parte norte de América del Sur. Los datos provienen del Laboratorio Geodésico de Nevada (NGL), Univ. Nevada Reno (UNR) (Blewitt et al., 2018), trazado con distribuciones de anomalías de masa estacional media de las mascaradas CSR GRACE (Save, 2019). Los desplazamientos horizontales reflejan la dirección del gradiente de masa espacial, y el hundimiento y el levantamiento reflejan anomalías de masa positivas y negativas, respectivamente. d Se muestran series de tiempo sin tendencia de los componentes norte (rojo) y superior (azul) de la estación NAUS (Manaos en el centro de la cuenca del Amazon) con curvas de cambio medio estacional (anual y semestral). Durante el episodio ENOS 2015-2016 (c), la escasez anormal de lluvia hizo que el NAUS aumentara más que otros años (d). Préstamo: navegación satelital (2023). DOI: 10.1186/s43020-023-00113-6
El movimiento de la masa de la superficie de la Tierra, incluyendo la atmósfera y los océanos, así como la hidrología y el derretimiento de los glaciares, redistribuye las cargas de la superficie de la Tierra, deforma el sólido de la Tierra y cambia el campo gravitatorio.
El equipo de investigación dirigido por el prof. Jin Shuanggen del Observatorio Astronómico de Shanghái (SHAO) de la Academia de Ciencias de China utilizó observaciones geodésicas espaciales para revelar variaciones de señales estacionales e interestacionales en las cargas de la superficie de la Tierra.
Estudiaron los desplazamientos del Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) y la gravedad variable en el tiempo del Experimento Climático y de Recuperación de la Gravedad (GRACE) para extraer señales de carga superficial y estudiar sus aplicaciones geofísicas. Los resultados indican que la geodesia espacial ofrece un método eficaz para estudiar las cargas superficiales y los movimientos de la corteza terrestre provocados por ellas. El estudio fue publicado en navegación satelital 24 de julio.
Al principio, los desplazamientos generados por las cargas superficiales de la Tierra no eran lo suficientemente grandes como para ser detectados por las técnicas de medición no globales convencionales, por lo que se pensó que eran ruidos que interferían con las señales de movimiento tectónico. Sin embargo, en la década de 1990, los topógrafos comenzaron a observar con precisión los movimientos de la corteza terrestre con alta resolución espacial y temporal, utilizando densas redes de estaciones de observación GNSS continuas.
Encontraron señales estacionales significativas que se superponían con movimientos tectónicos seculares, y tales señales estacionales atrajeron gradualmente su atención. El lanzamiento de los satélites GRACE en 2002 permitió a los científicos observar directamente anomalías de masa en la Tierra desde el espacio, y la combinación de observaciones GRACE y GNSS ha aumentado la credibilidad de los estudios de carga superficial.
Anteriormente, el equipo de investigación estudió las cargas superficiales estacionales (periódicas) e intraestacionales utilizando desplazamientos superficiales de GNSS y anomalías de masa de GRACE. Obtuvieron algunos resultados notables, como cambios en el aplanamiento dinámico de la Tierra, campos gravitatorios variables en el tiempo globales de alta resolución, sequías extremas en el suroeste de los Estados Unidos y cargas de agua causadas por fuertes lluvias en Japón.
En este estudio, los científicos presentaron cambios estacionales y a largo plazo en los desplazamientos en las estaciones GNSS y anomalías de masa de GRACE en el norte de Sudamérica. Encontraron hundimiento y levantamiento en regiones de anomalías de masa positiva y negativa, respectivamente. Por el contrario, las estaciones GNSS pasaron de anomalías de masa negativas a positivas. Las observaciones geodésicas espaciales han hecho posible monitorear razonablemente los cambios estacionales en las cargas hidrológicas en la tierra, caracterizadas por la alternancia de estaciones húmedas y secas cerca del ecuador.
Para un mapa que muestra las anomalías de masa y los desplazamientos de la superficie en la isla de Hokkaido, en el norte de Japón, los cambios interanuales en las anomalías de masa y la amplitud de los movimientos estacionales de la corteza reflejan bien las variaciones interanuales de las nevadas.
Los desplazamientos y las anomalías de masa de GNSS y GRACE brindan información complementaria sobre los cambios estacionales en las cargas superficiales, como las cargas hidrológicas terrestres. “Debido a las diferentes resoluciones espaciales de las dos técnicas, los desplazamientos y las anomalías de masa a menudo son inconsistentes entre sí cuando las cargas superficiales consisten en anomalías complejas de pequeña escala. Esta será una dirección clave para futuros estudios geodésicos de cargas superficiales”, dijo el Prof. Kosuke Heki, profesor visitante en SHAO.
Además, los desplazamientos continuos de las observaciones GNSS se pueden usar para revertir el campo de gravedad variable en el tiempo y monitorear los cambios en las anomalías de carga de agua junto con las mediciones GRACE. “Hemos obtenido herramientas para el estudio mensual de campos gravitatorios globales y señales de carga geofísica con alta resolución espaciotemporal, y tales técnicas geodésicas basadas en el espacio serán importantes para monitorear inundaciones y sequías catastróficas”, dijo el Prof. ying
Proporcionado por la Academia de Ciencias de China