Nova tecnologia utiliza satélites GPS para detectar e emitir alertas de terremotos

Terremoto em Porto Príncipe, Haiti, em janeiro de 2010. O evento atingiu 7.0 magnitudes e produziu intensas deformações na crosta da Terra.

De acordo com o estudo, publicado no Boletim da Sociedade Sismológica da América, o sistema proposto pode fornecer alertas mais precoces e precisos do que os sensores sísmicos tradicionais distribuídos sobre regiões tectonicamente ativas, que normalmente são sobrecarregadas de dados nos momentos iniciais que as ondas sísmicas atingem os sensores.

De acordo com Timothy Melbourne, professor de geologia da Central Washington University e principal autor do trabalho, quando ocorre um terremoto de grande magnitude a crosta terrestre é deformada e essa alteração geológica pode ser detectada e avaliada pelo sistema GPS em questão de segundos. Isso permite enviar alertas sísmicos em menos de dois minutos a partir da primeira detecção do movimento do solo. Além disso, o método de avaliação, que não envolve as ondas sísmicas, pode reduzir a frequência de alertas falsos.

"O problema principal é que quando os terremotos são muito grandes, as redes sísmicas tradicionais têm muita dificuldade em entender o que aconteceu nos primeiros minutos após o evento. O que você vê, mesmo em um terremoto de médio porte, é uma assinatura sísmica muito complicada", explicou Melbourne. Segundo o pesquisador, as ondas sísmicas irradiam, saltam e interagem no interior da Terra, tornando extremamente complicado, mesmo com auxílio de supercomputadores, descobrir qual foi a fonte primária das ondas e qual será o efeito de todas as reverberações na crosta nos momentos seguintes.

Terremoto em Taiwan causou deformações verticais de mais de 2 metros, que seriam facilmente detectadas por satélites de posicionamento global.

Alertas Falsos
Em 2019, por exemplo, o sistema de alerta dos EUA não avisou os cidadãos de Los Angeles sobre um sismo de magnitude 6.4 que atingiu o sul da Califórnia, no Dia da Independência, simplesmente porque o sistema avaliou incorretamente a força do tremor.

Por outro lado, a emissão de alertas falsos podem causar pânico e reduzir a confiança no sistema, como aconteceu no Japão em 2011, quando as sirenes de tsunami dispararam e todos os avisos foram dados, mas em anos anteriores três ou quatro alertas foram emitidos sem que nada acontecesse.

Novo Sistema de Alertas
Diferentemente dos sistemas tradicionais, o novo sistema baseado em GPS mede a posição exata do receptor no solo, sem precisar lidar com a complexidade das ondas sísmicas. Na prática, ele mede o quanto o terremoto deformou o solo, alterando a posição dos receptores.

"Se você observar a base de dados dos últimos 20 anos e criar um gráfico de quanto o solo se deformou em relação à magnitude do terremoto, verá que a relação é extremamente linear", disse Melbourne. "Só para ter uma ideia, em Tohoku - a região mais próxima ao epicentro do terremoto de 2011 no Japão - algumas das estações de GPS se deslocaram mais de cinco metros".

No sistema proposto, os receptores enviam o sinal em tempo real pela internet, redes de celular ou satélites para o sistema central, que avalia o deslocamento em segundos e então informa as autoridades locais sobre a escala do terremoto.

O estudo levou em consideração os movimentos das placas da crosta terrestre usando dados de GPS desde 1980, mas um sistema espacial de alerta verdadeiramente global só se tornou possível recentemente graças à proliferação de estações fixas de GPS, frequentemente usadas para fins terrestres de topografia e trabalhos de construção.

Muitas Estações
"A velocidade com que a distribuição global de receptores GPS está crescendo é surpreendente", disse Melbourne. "Está crescendo em milhares de novas estações por ano e todas elas fornecem dados de posicionamento de alta qualidade."

No futuro, o sistema pode ser capaz de incorporar dados de smartphones e dispositivos móveis, que embora sejam projetados para se moverem, já existem algoritmos de inteligência artificial que seriam capazes de distinguir padrões típicos de tremores de terra.

O desafio atual é, segundo Melbourne, convencer países de todo o mundo a compartilhar dados de suas estações, com o objetivo de permitir os alertas e ajudar a melhorar a ciência por trás da tecnologia.