Satellitovervågning

Jordens lithosfæreplader bevæger sig typisk med nogle få centimeter om året i forhold til hinanden. Derfor bliver der langs pladegrænserne, hvor pladerne støder ind i hinanden, opbygget spændinger og deformationer. Disse udløses i forbindelse med jordskælv, hvor pladerne i løbet af få minutter kan bevæge sig op mod 10 meter i forhold til hinanden. Præcist hvor meget og hvordan pladerne bevæger sig, kan man overvåge med satellit.

undefined

 Den permanente GPS station i Thule i det nordlige Grønland. Stationen hedder THU3. Station indgår i det globale net af permanente stationer der fastlægger de pladetektoniske bevægelser.

Det globale positionerings system (GPS) benyttes til at overvåge spændinger i jordskorpen, og hvordan pladerne dynamisk bevæger sig i forhold til hinanden.

Med de mange permanente GPS-stationer kan man i dag nøjagtigt registrere, hvor hurtigt pladerne bevæger sig i forhold til hinanden. Specielt kan man se, at Europa og Amerika bevæger sig fra hinanden langs den midtatlantiske spredningszone, og at afstanden mellem de to kontinenter øges med ca. 5 cm om året. I området omkring Indonesien kan man også se, hvordan den Indiske plade bevæger sig med ca. 6 cm om året mod nordøst ind mod den Eurasiske plade

undefined

De permanente GPS-stationers position og deres registration af pladebevægelelserne.

I Danmark og Grønland foregår driften af de permanente GPS stationer i et samarbejde mellem Kort- og Matrikelstyrelsen og den geodætiske afdeling på Danmarks Rumcenter. Der findes for tiden tre GPS-stationer i Danmark og tre i Grønland der indgår i det globale samarbejde. Disse bruges blandt andet til at bestemme pladetektoniske bevægelser.

GPS - Globale Positionerings System

undefined

Det globale positionerings system (GPS) består af mere end 24 satellitter i konstant kredsløb om jorden og bruges til præcis positionsbestemmelse.

GPS satellitterne kredser rundt om jorden i ca. 20.000 kilometers afstand hvor jordobservationssatelliter svæver i 700 km’s højde. Ved at måle afstanden mellem en GPS modtager på jorden og minimum 4 GPS satellitter i rummet kan man bestemme positionen af GPS modtageren på jordoverfladen. Systemet fungerer ved hjælp af radiosignaler og ultra-præcise ure, der måler den tid det tager radiosignalet at nå fra satellitten og ned til modtageren på jorden. Da modtageren ved præcist hvor alle GPS-satellitterne befinder sig kan den derved beregne sin egen position.

GPS bruges i dag til et væld af forskellige formål, og GPS finder i disse år vej til biler, både, fly, mobiltelefoner og computere. Her er brugeren typisk tilfreds med at kende positionen med ca. 1 m. nøjagtighed.

Til bestemmelse af pladebevægelser er det nødvendigt at kende positionen med få millimeters nøjagtighed. Det stiller helt andre krav - dels til GPS udstyret og dels til den måde hvorpå GPS udstyret sættes fast til undergrunden. Hvis udstyret bevæger sig pga. fx stormvejr eller byggeaktiviteter, vil bevægelserne fejlagtigt kunne tolkes som pladetektoniske bevægelser. Derfor bygger man oftest monumenter kaldet permanente GPS stationer, som forankres meget dybt i undergrunden eller på fast klippe, så de kan bruges til at fastlægge pladebevægelserne.

Satellitkameraer

I løbet af de seneste 15 år er der blevet opsendt en række satellitter udstyret med avancerede kameraer. Der findes to hovedgrupper af satellitkameraer:

Optiske kameraer

Der findes et stort antal satelliter der er udstyret med kameraer. De to mest nøjagtige hedder Ikonos og Quickbird. Fra mere end 700 km's højde tager de fantastiske billeder af jorden med en nøjagtighed på 1 meter eller bedre.

undefined

Et satellitbillede af den olympiske by og det olympiske stadion i Athen brugt til OL i 2004. Billedet er taget fra Ikonos satellitten.

Desværre kan man ikke altid få satellitbilleder med kort varsel. Satellitterne kredser i fastlagte baner om jorden og kan kun tage et billede af et vilkårligt sted på jorden én gang indenfor en 14 dages periode. Herudover skal man også være heldig at området er skyfrit den dag hvor satellitten passerer. Desuden vil visse lande på jorden ikke fotograferes fra rummet.

 

Radar kameraer

Mange nyere satellitter er udstyret med radarkameraer. Radarkameraer er helt forskellige fra optiske kameraer og giver helt andre oplysninger om jorden.

Med radarkameraer kan man observere små forskydninger af jordens overflade, hvis man tager billeder af jorden på forskellige tidspunkter og ser på forskellen mellem dem. Radarbillederne er langt mere komplicerede at se på i forhold til normale billeder, men radarkameraer er uhyre vigtige i forbindelse med jordskælv, da de kan afsløre hvordan jordoverfladen deformeres.

Undersøg den dynamiske jord nærmere:

Jordskælvet der flyttede videnskaben

Radarkameraer - radarinterferometri

Nogle satellitter, bl.a. den fælleseuropæiske Envisat, har radarkameraer ombord. Et radarkamera virker på næsten samme måde som meteorologernes vejrradar eller radaren i en lufthavn: satellitten sender et radarsignal skråt ned mod jorden, og opfanger den del af signalet som bliver kastet tilbage af jordens overflade. Radarbilleder er meget mere støjfyldte (utydelige) end almindelige billeder, men de har to store fordele: dels kræver de ikke noget sollys, dels kan radarsignalet gennemtrænge skyer. Så med et radarkamera kan man få billeder om natten og når det er overskyet.

Ved at benytte en teknik kaldet radarinterferometri kan man få oplysninger om forskydninger omkring jordskælvszoner.

Radarinterferometrien kombinerer tre radarbilleder: to fra før og et fra efter jordskælvet. De to første billeder benyttes til at beregne en højdemodel for området omkring jordskælvszonen. Derefter sammenholdes det tredje billede med højdemodellen hvilket resulterer i en oversigt over hvor og hvor meget jordoverfladen har forskudt sig ved jordskælvet.

Radarinterferometrien kræver at jordoverfladen før og efter jordskælvet kan sammenlignes på en meningsfyldt måde. Ødelæggelserne må, med andre ord, ikke være for omfattende. Metoden fungerer heller ikke for jordskælv under havet, da radaren ikke trænger gennem vand.

undefined

Jordskælvet i den iranske by Bam i 2003.

undefined

Landforskydningerne beregnet med radarinterferometri fra Envisat satellitten ved jordskælvet i BAM. Hvert gennemløb af farveskalaen (blå-grøn-gul-rød og tilbage til blå) svarer til, at jordskælvet har forskudt jordoverfladen med 28 mm. Det vil sige jo smallere striberne er, desto størrer forskydning. Man kan altså måle forskydninger på nogle få millimeter fra en satellit der kredser i 700 km´s højde.