もともとは第二次世界大戦中に攻撃している航空機を特定するために開発された今日の高度なレーダー技術は、非常に異なる移動目標、つまり、爪の成長と同じくらいゆっくりと発生する地球の地殻の変化を検出できます。
ESAのEnvisatなどの衛星からのレーダーデータを使用して、ミリメートルスケールの土地の動きを示す「インターフェログラム」を作成します。これらの虹色の画像は、科学者に構造運動への新しい洞察と、地震や火山活動の形で、この遅い動きが加速するときに発生する危険を計算する拡張機能を提供します。
Envisatの10機のペイロードには、地球の表面のレーダー画像を取得するように設計されたAdvanced Synthetic Aperture Radar（ASAR）機器が含まれています。 Envisatが100分ごとに世界を周回する際に割り当てられた「バックグラウンドミッション」の一部は、地表の15％をカバーする地震ベルトよりもASARの取得を優先することです。
「Envisatが名目上の5年間の任務を完了するまでに、すべての地震帯にわたって十分な量の画像が得られるはずです」と、オックスフォード大学の地震とテクトニクス観測およびモデリングセンターのバリーパーソンズ教授は述べています。
「私たちが関心を持っている細かい地盤の変形を検出するには、各サイトの繰り返しレーダー画像が必要です。次に、SAR干渉法または略してInSARと呼ばれる手法を使用して画像のペアを結合し、取得間の変化を表示します。」 （詳細については、リンクを参照してください：干渉法はどのように機能しますか？）
地殻変動プレートが地球の地震ベルトに沿って相互に移動するときのひずみのゆっくりとした蓄積を正確に測定するために、複数のインターフェログラムが組み合わされ、多数の個別のSAR画像が必要になります。
「これの理由は、私たちが関心を持っている小さな地殻変動信号と比較して、大気の干渉を最小限に抑えるためです」とパーソンズ氏は付け加えました。 「Envisatの前身のERSのデータを使用して、私たちのグループは最近、チベット西部を横切る地殻変動を年間数ミリメートルの精度で測定しました。この結果は、この地域の主要な断層全体のスリップ率が以前に考えられていたよりもはるかに小さく、チベット高原が流体のように変形していることを示しています。」
InSARを使用して、より急激な地動を分析することもできます。研究者は最近、Envisatデータを使用して、インド洋のルユニオン島の非常に活発なピトンデラフルネーズ火山に関連する地盤の変形を図表化し、その断層を特定しています2003年12月にイランのバム地震を引き起こした。
バム災害後の欠陥発見
2003年12月26日、6.3のリヒター規模の地震がイランのオアシスの町バムを壊滅させたとき、26000人以上が殺されました。その古代の城塞？世界遺産に指定されていますか？瓦礫に崩壊。エンビサットを含む宇宙船が国際救援活動を支援するための画像を取得するように、宇宙災害と大災害に関する憲章が発効しました。
Envisatのバックグラウンドミッションに続いて、2003年12月3日にバム周辺の地震前の画像が取得され、2004年1月7日に取得された地震後の画像と組み合わされました。 Envisatの35日間のグローバルカバレッジにより、可能な限り最も早い再取得日？ InSARを実行します。
イランの地質調査所と米国ジェット推進研究所の参加者を含むバム地震を研究している国際チームの一員であるパーソンズ氏は、「エンビサットのデータを使用して大地震の後にインターフェログラムを作成したのはこれが初めてです」と語った。
その結果は驚くべきものであり、バムが地震帯に横たわっている間、この特定の地震は誰も予想していなかった点から来たことが証明されました。イランは、アラビアプレートがユーラシアに進入するときに地質サンドイッチを埋めるようなものであり、非常に多くの地震断層がその領土内で発生しています。最も注目すべきは、バムの西に位置するゴーク断層で、過去20年間にいくつかの大きな地震が発生したことです。
しかし、Envisatインターフェログラムは、バム地震が町の南部の下に広がる以前は検出されていなかった断層の破壊から生じたものであることを示し、その存在は地上調査では見落とされていました。障害は、インターフェログラムで不連続な明確なバンドとして現れ、その両側の動きは、約5センチから最大30センチの範囲でした。
このような表面の変化を強調表示するだけでなく、InSARの結果を使用して、地面の下を間接的にピアリングし、ソフトウェアイベントで地表のイベントに適合する地質の発生を計算できます。バムの場合、彼らは2メートルを超えるすべりが明確なタイプの断層に沿って、平均深さ5.5キロで起こっていることを発見しました。
再びやって来る
宇宙船の位置をより正確に制御できるほど、InSAR画像のベースライン（初期画像と追跡画像の取得間の空間距離）が小さくなり、最終的なインターフェログラムの品質が向上します。 Envisatの最初のBam再訪の間、ベースラインは十分に大きかったため、視野角のシフトによって引き起こされる地形効果を差し引くためにERSデジタル標高データが必要でした。
しかし、35日後のその後の再訪問では、宇宙船の操縦は非常に正確で、地形補正は必要なく、Envisatにとって手ごわい運用上の成果でした。
「私たちのフライトダイナミクスチームは、DORIS（衛星によるドップラーオービトグラフィーとラジオポジショニング）の正確な軌道決定結果とレーザーレンジング観測を使用して93 cmの精度を計算しました」とEnvisat宇宙船マネージャーのAndreas Rudolphは述べています。
「この精度を達成するには、特別な軌道操作が必要でした。ドイツの欧州宇宙運用センター（ESOC）とイタリアの欧州宇宙研究所（ESRIN）のチームからのハードワークも必要ですか？少し運は言うまでもありません！」
活火山の調査
レーダー干渉法は、地震だけでなく火山の研究にも使用されています。Envisatは、非常に活発な後者の例に関するデータを収集しています。
インド洋の2631メートル上にあるピトンデラフルネーズ火山は、地震帯または関連する「火の輪」に沿って位置していませんが、地球の反対側にあるハワイのように？地球のマントルのマグマ「ホットスポット」の上にあります。
Institut de Physique du Globe de Paris（IPGP）は、噴火と関連する活動を監視するために、その場火山観測所を運営しています。
「この玄武岩質火山を過去25年間観察してきましたか？それは世界で最も活発な火山の1つです」とIPGPのピエール・ブリオールはコメントしました。 「過去6年間で13回の噴火があり、平均期間は1か月です。 1992年から1998年の間は静かな時期でしたが、1984年から1992年の間に8回の噴火が発生しました。」
深い地下プロセスが地表の火山活動を促進しますか？溶岩の亀裂や噴火は、高圧マグマ溜りから上に延びる溶岩チャネルまたは「堤防」が原因で発生します。火山の近くで上下に地面が変形すると、地下で何が起こっているかがわかりますが、最近まで、測定できる地面の点の数は非常に限られていた。
「地上の測地機器の時代に戻ると、おそらく20ポイントの座標を約1センチメートルの精度で測定するのに数週間かかりました」とBrioleは思い出しました。その後、1990年代初頭に全地球測位システム（GPS）が登場しました。 GPSを使用して、1週間のキャンペーン中に測定されるポイントの数を10倍に増やし、精度を半センチメートルまで下げることができました。しかし、噴火によって引き起こされた地面の変形は、通常、空間に非常に局所化されており、これらの200のポイントは火山の領域全体に広がっています。」
GPSを改善するには、もう1つの宇宙ベースの技術が必要でした。ピトンデラフルネーズのインターフェログラムは、昨年の60枚以上のEnvisat画像に基づいています。 IPGPは、ブレーズパスカル（クレルモンフェランII）とルユニオン大学からの参加者も含むデータを利用するチームの一部です。
「私たちはピトンデラフルネーズに幸運です。海の真ん中に離れた場所にあるため、他の潜在的なEnvisatターゲットとの衝突がなく、ASAR画像の他のほとんどのユーザーよりも多くのデータを取得できます。」 。 「EnvisatのInSARは、火山全体にわたって非常に高密度の情報を提供するため、非常に強力なツールであることが証明されています。
「頻繁に新しい噴火が発生しているため、地上でのキャンペーンはペースを保つことができませんでしたが、干渉法により、各噴火に関するデータが得られます。そして火山は操作が非常に難しい場所ですか？多くの場合、天候からの視界が悪く、非常に急な東側の側面がありますか？火山から植生までのすべての部分にInSARでアクセスできます。」
InSARは、マグマ溜り内の圧力が増加するにつれて、新しい噴火に先立つ数か月間の地面の膨張のパターンを明らかにします。噴火後、圧力が弱まり、デフレが発生します。
また、マグマ岩脈が伝播して表面に到達するときに発生する局所的な変形も明らかになります。新しい亀裂に関連する変形の程度は、それが発生する深さを示しますか？インフレが広ければ広いほど、堤防のより深いところから来ています。
InSAR火山モニタリングは、ERSデータを使用して最初に確立され、噴火の合間に「呼吸」しているように見えるイタリアの非常に活発なエトナ山を示すインターフェログラムを生成しました。そして、アンデスの遠隔地に沿って見かけ上絶滅した火山のインターフェログラム調査は、いくつかが実際にまだ活動的であることを示す地震動を示しました。
「火山がいつ噴火するかを予測することが可能かどうかの問題や、火山の近くで地震が頻繁に発生する場合など、地震活動と火山噴火かどうかの問題など、この手法を使用した興味深いお問い合わせがたくさんあります。リンクされている」と付け加えた。
「当面、私たちのチームは、ピトンデラフルネーズを可能な限り正確に特徴付けること、後で他の場所の火山に適用できる手法を完璧にすること、および可能であれば取得数を増やして火山のInSARモニタリングに運用上の可能性があることを実証することに関心があります。 、市民保護当局に早期警告を提供します。」
元のソース：ESAニュースリリース
