Szuperszámítógéppel és műholddal vizsgálják a sarkvidék felszínváltozásait

Néhány amerikai egyetem állami- és magánalapítványi támogatásokkal állt neki annak a modellnek, amely az északi sarkvidék felszínét pontos magasság szerinti eloszlásban térképezi fel, s hoz létre így, egy bármikor használható és folyamatosan bővíthető, korrigálható referencia-adatbázist. A precíz digitális felszíni modellek elkészítéséhez a sarkvidék esetében műholdas mérési adatokat, nagy felbontású felvételeket lehet használni, s ezeket folyamatosan be lehet építeni a modell-adatbázisba. Az adatfeldolgozáshoz szuperszámítógépet használnak az Illinoisi Egyetemen létesített Nemzeti Szuperszámítógépes Központban. Az ArcticDEM nevű projektről az Amerikai Geofizikai Unió őszi konferenciáján számoltak be a kutatók, a kutatást az EOS földtudományi hírportál ismertette.

Egyes természeti eseményeket, mint például vulkánok működését, hegyomlásokat, s más, a felszín átrendeződésével járó folyamatokat akkor lehet követni és kontextusba helyezni, ha tudjuk, milyen volt a helyszín a kérdéses változást megelőzően. A digitális magassági modellek (angol rövidítésben DEM) ehhez adnak lehetőséget és alapvető adatokat.

A folyamatos műholdas megfigyelések adatait a modellbe beépítve, időben és térben változó rendszert láthatunk, amelyből így fontos információkat lehet kinyerni. Chunli Dai, az Ohio Állami Egyetem geofizikusa és kutatótársai ennek segítségével számították ki sikeresen például a kamcsatkai Tolbacsik vulkán 2012-13-as kitörésekor a felszínre jutott láva mennyiségét. Dai elmondta „Igen drámai változások következhetnek be egy vulkáni tájon: a lerakódott hamuréteget elmossa a víz, s ehhez elég egy kiadósabb eső, és a digitális modell révén mi szinte azonnal értékelni tudjuk e változásokat.” A modell és a hozzá kifejlesztett szoftver segítségével Dai a vulkáni táj éves változásairól készült összeállítást mutatott be a konferencián, az Aleut-szigetíven lévő Okmok vulkán 2008-as kitörését követő évekről. Ezzel kimutatható a kitörés során lerakódott anyagok későbbi áthelyeződése, eróziója és az erodált anyag új helyszínen való lerakódása. E vulkánkitörés utóélete ugyan csupán egy példa, azonban igen jól szemlélteti, hogy mire alkalmasak a hasonló digitális modellek. Hannah Diettrich, az Alaszkai Vulkanológiai Obszervatórium kutatója elmondta, hogy az egyes események kapcsán a hatás megértéséhez szükség van az esemény előtti felvételre. Míg egy kitörést követően repülővel vagy drónnal felmérhető a terep, a kitörést megelőző állapotról a legtöbb esetben nem áll rendelkezésre összehasonlító felvétel. A digitális terepmodell viszont pótolja ezt, hisz itt a műholdas adatokat folyamatosan integrálják a modellbe, így a legfrissebb felvételekből tudnak összehasonlító vizsgálatokat végezni. Az Okmok esetére visszatérve kiderült, hogy a kitöréskor kialakult egy 200 méter magas új vulkáni kúp, miközben a hegy lejtőin az erózió évi 1-5 méterrel csökkentette a magasságot.

Hasonlóan fontos információkat lehet kinyerni a sziklaomlások, földcsuszamlások terén, ez pedig a sarkvidéken a felmelegedés miatt különösen nagy hangsúlyt kap. „Míg a vulkánok helyét ismerjük, a csuszamlások összevissza következnek be” – mondta Dai. A csuszamlásokat a digitális modell elemzésével utólag fel lehet tárni, így pl. a grönlandi Karrat-fjordban 2017-ben bekövetkezett tragikus, cunamit indító sziklaomlás esetében a mért változásból kiszámítható volt, mekkora kőzettömeg szakadt ki a fjord oldalából és zuhant a tengerbe.

Az olvadó permafroszt miatt nagy tömegáthelyeződések játszódnak le a sarkvidéken, ezek pedig az ArcticDEM segítségével követhetővé válnak, a hatások számíthatóak és mérhetőek lesznek, erre pedig óriási szükség van az egyre gyorsabban változó sarkvidéken.