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Variaciones Ionosféricas Registradas en DEMETER, Asociadas al Terremoto 8.8 de Chile, Febrero 2010

11 junio 2010 1.810 comentarios

En esta nueva entrada sobre la relación solar-ionosférica-sísmica, expondremos esta interesante primicia científica, que aunque aún se encuentra en pleno desarrollo, pretende ser uno de los trabajos contemporáneos sobre la teoría solar-sísmica más importante del año: Las variaciones ionosféricas registradas por DEMETER, los días previos al terremoto 8.8 que afectó a Chile en Febrero de 2010. Los siguiente es resumen de un draft que gentilmente nos ha enviado M. Parrot, astrofísico de la agencia espacial europea (ESA), y científico “guest-investigator” del equipo DEMETER. El documento en contrucción evidencia, de forma clara, la hipótesis que se ha argumentado los últimos meses en este blog: la fuerte interacción entre anomalías ionosféricas y actividad sísmica.

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VARIACIONES EN LA DENSIDAD IONOSFÉRICA REGISTRADAS POR DEMETER, ASOCIADAS AL TERREMOTO 8.8 DE CHILE (2010)

 

INTRODUCCIÓN

Lo siguiente es el resultado de un estudio de las variaciones de la densidad del plasma observadas por DEMETER en los días anteriores del poderoso terremoto de Chile. El sismo con magnitud 8.8 ocurrió en el epicentro localizado en las coordenadas 35.85°S, 72.72°W. La información correspondiente a 10-20 días antes del shock principal, a través de órbitas cercanas al futuro epicentro mostraron un incremento de la densidad del plasma. Este incremento no es sólo observado verticalmente sobre la zona de ruptura, sino que también en locaciones próximas donde el epicentro está geomagnéticamente relacionados con la altitud de la sonda. En la segunda parte del trabajo, se ha realizado un análisis estadístico usando la información de DEMETER entre los años 2007-2010, para monitorear las variaciones de densidad en las cercanías del epicentro (en un rango de 10 grados) y a una misma hora local (órbitas nocturnas) y estacional (desde comienzos de Enero hasta fines de Marzo). Este estudio muestra que un gran incremento de la densidad del plasma es muy inusual en esta región y a este rango de tiempo, por lo que los incrementos observados durante los días antes del terremoto podrían ser considerados como posibles precursores de este poderoso terremoto.

El propósito de este trabajo es presentar un análisis estadístico de la densidad ionosférica observada por DEMETER durante el gran terremoto de Chile.

El terremoto de Chile (27/02/2010) es el segundo de los grandes eventos desde el lanzamiento de DEMETER. Además, es el terremoto más poderoso durante y después de un periodo de baja actividad solar.

Este hecho provee una oportunidad única para revisar los efectos ionosféricos y para realizar los análisis estadísticos necesarios.

METODOLOGÍA DEL EXPERIMENTO

DEMETER es un satélite de baja altitud (710 km) lanzado en junio del 2004, en órbitas polares y circular. Su función principal es medir las ondas electromagnéticas y los parámetros del plasma, alrededor del globo, exceptuando las zonas de aurora. En diciembre de 2005 el satélite sufrió una caída de su órbita hasta los 660 km. Por razones técnicas la data proporcionada por la sonda es obtenida desde una latitud que no varía, la cual es menor de 65°. La órbita de DEMETER está próxima a la órbita solar-sincrónica y la media órbita dirigida hacia el Norte, que se cumple en el recorrido nocturno de las 2230 LT, mientras que la dirigida hacia el sur se cumple a las 1030 LT. 

Orbita de la Sonda DEMETER

La información en tiempo real de la órbita de DEMETER puede ser obtenida desde aquí: http://www.heavens-above.com/orbit.aspx?satid=28368&lat=0&lng=0&loc=Unspecified&alt=0&tz=CET

INSTRUMENTAL

Las variaciones de la densidad de electrones (asociado al TEC) son estudiados con el Langmuir probe instrument (ISL) (Información disponible aquí: http://www.henniker-scientific.com/index.php/component/docman/doc_download/56-plasma-measurement-with-the-alp-automated-langmuir-probe). Un instrumento differente llamado IAP (Instrument Analyseur de Plasma), está concebido para la medición de la densidad iónica.  Además, el sistema a bordo cuenta con un sensor de frecuencias ultrabajas (ULF device), que registra variaciones de la frecuencia del campo magnético. Su funcionamiento es análogo al magnetómetro de inducción, como se esquematiza en el siguiente diagrama:

Magnetómetro de Inducción on-board de la sonda DEMETER

OBSERVACIONES DE DEMETER, FEBRERO 10-18/2010

Debido a su orbitografía, DEMETER retorna cada día sobre la misma región más o menos cercano a un punto dado. En Febrero de 2010 el satélite registró importantes variaciones de la carga de iones y la densidad de electrones cerca del epicentro.

A las 0025 UT del 10 de Febrero de 2010, el ISL detectó un repentino aumento de la densidad del plasma verticalmente sobre el futuro epicentro.

Apariencia del TEC durante la hora del Máximo de Densidad registrado por el ISL-DEMETER

Un patrón parecido se repite el 18 de Febrero de 2010, 9 días antes del terremoto; durante todo el intervalo de tiempo medido, la densidad aumentó globalmente, presentando dos máximos importantes, el primero, a las 0233 UT y el segundo a las 0234 y 0235 UT.

Durante el primero de estos máximos, el satélite se encontraba en la órbita más cercana de el futuro epicentro. El segundo máximo estaba localizado en un punto magnéticamente vinculado al epicentro, desde la altitud de vuelo (660 km). 

ANÁLISIS ESTADÍSTICO

Siguiendo las observaciones del evento mencionado anteriormente, un estudio sistemático de la densidad de iones y partículas en las regiones cercanas al epicentro han sido hechas para revisar si perturbaciones similares podrían ser encontradas cuando no hay actividad sísmica. El resultado es interesante: El incremento de la densidad de partículas es notoriamente mayor previo a eventos sísmicos como se muestra en la siguiente gráfica:

Análisis Estadístico de la densidad y cantidad de partículas y Eventos sísmicos Enero-Abril 2010

Análisis Estadístico de la densidad y cantidad de partículas y Eventos sísmicos Enero-Abril 2010

 

CONCLUSIONES

El estudio verifica las predicciones que reportaron incrementos locales de la densidad  de partículas, en tiempo y posiciones cercanas a terremotos. DEMETER a menudo registra tales anomalías antes de eventos sísmicos, por lo que su confiabilidad es demostrada. El estudio estadístico muestra que el incremento de la densidad es alto solo algunas semanas del terremoto de Chile. Sin embargo, por varias razones permanece dificil realizar predicciones precisas, puesto que las perturbaciones pueden ocurrir desde algunas horas hasta algunas semanas antes del shock.

Hay muchos científicos alrededor del mundo trabajando con la información DEMETER. Su objetivo es caracterizar patrones que permitan ser asociados con eventos sísmicos. Es un trabajo de largo plazo, pero las señales observadas en el estudio del terremoto 8.8 de Chile contribuyen a esta tarea de manera amplia.

Desarrollado por M. Parrot – Astro 2010

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