衛星が60センチの地盤変動を測定：NISARがベネズエラの双子地震の全容を解明
注目画像： 6月24日のベネズエラ地震による地盤変動を示すNISAR干渉画像。クレジット：NASA Earth Observatory/Lauren Dauphin、データ提供：Eric Fielding/NISAR科学チーム（JPL）
6月24日、双子の地震がベネズエラ北部を襲い、地盤が動いた。その動きの大きさと場所は宇宙から測定する必要があった。NASAのNISAR衛星が地震発生から24時間以内に提供した答えは、カラカスとラ・グアイラに最も近い断層区間に沿って最大60センチの西方への変位だった。
最初の地震はマグニチュード7.2で、現地時間午後6時頃にサン・フェリペ付近を襲った。39秒後、マグニチュード7.5の本震がユマレ付近を襲った。これは1900年以来ベネズエラを襲った最大の地震であった。両方の地震により1,700人以上が死亡、約5,000人が負傷し、沿岸部のラ・グアイラ州と首都カラカスに集中する約58,870棟の建物が損傷または破壊された。
2024年に打ち上げられたNASA-ISRO共同合成開口レーダー衛星NISARは上空にあった。初めて緊急対応システムが大規模地震に対して起動され、地震発生から12〜24時間以内に予備的な地盤変動図を提供した。
InSAR：軌道から地球の変形を測定する
干渉合成開口レーダー（InSAR）と呼ばれるこの技術は、同じ地域を異なる時間に撮影した2つ以上のレーダー画像を比較する。画像間の位相差を測定することで、科学者は衛星と地表の距離の変化をセンチメートル単位で検出できる。
NISARはLバンドとSバンドの両方のレーダーを搭載し、鉛直方向から約40度の角度で観測する。この斜めの視点により、地盤変位の水平成分と垂直成分の両方を捉えることができる。ベネズエラで破壊したような横ずれ断層では、動きのほとんどが水平方向であるため、この能力は極めて重要である。
地震前の画像は6月13日と6月18日に撮影された。地震後の画像は6月25日と6月30日に取得された。得られた干渉画像は破壊の鮮明な地図を示している：赤い領域は東と上に移動した地盤を、青い領域は西と下に移動した地盤を示している。モロン町付近の細い白い帯は、両側が測定可能な変位なしに滑り合った深部の断層破壊を示している。
「NISARデータは、最も深刻な被害を受けた地域で最大60センチの地盤変動を示しています」と、NASAジェット推進研究所の地球物理学者でNISAR科学チームのメンバーであるエリック・フィールディング氏は述べた。「これがカラカスとラ・グアイラの被害がこれほど extreme だった理由です。InSARはこの地震で何が起こったかについて多くのことを教えてくれます。」
災害対応のための新たな能力
緊急対応システムは、ベネズエラで行ったこととまったく同じことを行うように設計されている：数週間の精密軌道決定を待たずに、迅速で実用的なデータを災害対応チームに提供する。このシステムは予測軌道データを使用して1日以内に予備的な地図を作成し、1〜2日後に精密軌道データで再処理する。
その後USGSはNISARデータを使用して地震の有限断層モデルを改良し、断層に沿った破壊の伝播のより正確な画像を生成した。「その地域での被害がなぜそれほど深刻だったかを理解する必要がある人々にとって、これは非常に役立ちます」とフィールディング氏は述べた。
ESAのCopernicus Sentinel-1衛星（CバンドSAR搭載）も、同じイベントから約30センチの視線方向変位を示す干渉画像を生成した。Lバンド（NISAR）とCバンド（Sentinel-1）のデータの組み合わせにより、地震学者はより完全な画像を得ることができる：Lバンドレーダーは植生や乾燥した砂を透過して、Cバンドではできない地域の地盤変動を測定できる。
破壊を待っていた断層
地震はカリブ海-南アメリカプレート境界の一部であるサン・セバスティアン断層系で発生した。科学者たちはこれらの断層がひずみを蓄積していることを長く知っていた。破壊は沖合いで東方向に伝播し、その後カラカス北方の国際空港付近で再び陸上に戻った。これにより、首都圏が震源からやや離れているにもかかわらず、なぜこれほど深刻な被害を受けたかが説明できる。
NASAの災害対応調整システムが衛星による評価を調整し、一方でオレゴン州立大学の研究者Corey Scher氏とJamon Van Den Hoek氏による別の被害評価がSentinel-1レーダーを使用して建物被害数を推定した。
NISARミッションにとって、ベネズエラ対応は、今後も必要とされる能力のテストであった。衛星の全球カバレッジと迅速な再訪時間は、世界の次の主要地震の多くに対して、宇宙からの最初の目となることを意味する。6月に返送されたデータは、コンセプトが機能し、それが重要となるのに十分な速さで機能したことを証明した。ベネズエラの地盤は60センチ動いた。軌道から、NASAはそのすべてのセンチメートルを見た。
翻訳：雅子