卫星测量到60厘米地面位移：NISAR揭示委内瑞拉双震的完整威力

卫星测量到60厘米地面位移：NISAR揭示委内瑞拉双震的完整威力

特色图片： NISAR干涉图显示6月24日委内瑞拉地震造成的地面位移。图片来源：NASA地球观测站/Lauren Dauphin，数据来自Eric Fielding/NISAR科学团队（JPL）

6月24日，当双震袭击委内瑞拉北部时，地面发生了移动。移动了多少、在哪里移动，必须从太空进行测量。NASA的NISAR卫星在震后24小时内给出了答案：沿靠近加拉加斯和拉瓜伊拉的断层段，发生了高达60厘米的西向位移。

第一次地震震级为7.2级，于当地时间下午6点左右袭击了圣费利佩附近。39秒后，一次7.5级的主震袭击了尤马雷附近。这是自1900年以来委内瑞拉遭遇的最强地震。两次地震共造成超过1700人死亡，约5000人受伤，约58,870栋建筑受损或毁坏，主要集中在沿海的拉瓜伊拉州和首都加拉加斯。

NISAR，，NASA与ISRO合作的合成孔径雷达任务，于2024年发射，，当时正在上空。其紧急响应系统首次针对重大地震被激活，在震后12至24小时内提供了初步的地面位移图。

InSAR：从轨道测量地球形变

这种称为干涉合成孔径雷达（InSAR）的技术，比较同一区域在不同时间拍摄的两幅或多幅雷达图像。通过测量图像之间的相位差，科学家可以检测卫星与地面之间距离的变化，精度可达厘米级。

NISAR携带L波段和S波段雷达，观测角度距垂直方向约40度。这种倾斜视角使仪器能够捕捉地面位移的水平分量和垂直分量。对于像委内瑞拉这样断裂的走滑断层，大部分运动是水平方向的，这种能力至关重要。

震前图像拍摄于6月13日和6月18日。震后图像获取于6月25日和6月30日。生成的干涉图显示了断裂的清晰图像：红色区域表示向东和向上移动的地面，蓝色区域表示向西和向下移动的地面。莫龙镇附近的一条细白色带标志着深部的断层破裂，两侧相对滑动而无可测量的位移。

“NISAR数据显示，受灾最严重地区的地面运动高达24英寸（约60厘米），”NASA喷气推进实验室地球物理学家、NISAR科学团队成员Eric Fielding说。”这就是加拉加斯和拉瓜伊拉遭受如此严重破坏的原因。InSAR告诉我们关于这次地震的很多信息。”

灾害响应的新能力

紧急响应系统的设计目的正是它在委内瑞拉所做的事情：无需等待数周的精确轨道确定，即可向灾害响应团队提供快速、可操作的数据。该系统使用预测轨道数据在一天内生成初步地图，然后在一到两天后用精确轨道数据重新处理。

USGS随后使用NISAR数据优化了地震的有限断层模型，生成了断层破裂传播的更准确图像。”对于那些需要了解该地区破坏为何如此严重的人来说，这非常有帮助，”Fielding说。

ESA的哥白尼哨兵1号卫星搭载了C波段SAR，也生成了干涉图，显示同一事件造成了约30厘米的视线方向位移。L波段（NISAR）和C波段（哨兵1号）数据的结合为地震学家提供了更完整的图像：L波段雷达可以穿透植被和干沙，在C波段无法工作的区域测量地面运动。

等待破裂的断层

地震发生在圣塞巴斯蒂安断层系统，该断层是加勒比-南美板块边界的一部分。科学家们早就知道这些断层在不断积累应力。破裂向近海以东方向传播，随后在加拉加斯以北的国际机场附近重新回到陆上，这有助于解释为什么首都地区尽管距离震中稍远，却遭受了如此严重的破坏。

NASA的灾害响应协调系统负责协调卫星评估，而俄勒冈州立大学的研究人员Corey Scher和Jamon Van Den Hoek使用哨兵1号雷达进行了独立的破坏评估，估计了建筑物损坏数量。

对于NISAR任务而言，委内瑞拉响应是对未来将再次需要的能力的一次测试。该卫星的全球覆盖和快速重访时间意味着它将成为世界上许多下一次大地震的太空第一只眼睛。它在6月传回的数据证明了这个概念是有效的，而且它的速度足够快，能够发挥作用。委内瑞拉的地面移动了60厘米。从轨道上，NASA看到了每一厘米。

翻译：婷