Quando um forte terremoto ocorreu perto da Península de Kamchatka, na Rússia, no final de julho, causou um tsunami que varreu o Oceano Pacífico. À medida que as ondas gigantes se espalhavam, o satélite avançado da NASA estava na posição perfeita para observar o evento com detalhes sem precedentes.
De acordo com pesquisa publicada em Registro sísmico.
O que os cientistas descobriram foi inesperado. Em vez de se mover através do oceano como uma onda relativamente simples, o tsunami exibiu um padrão muito mais complexo, com ondas a propagarem-se, dissiparem-se e interagirem por vastas extensões do Oceano Pacífico. A descoberta poderá ajudar os investigadores a melhorar a previsão de tsunamis e a compreender melhor os riscos potenciais para as comunidades costeiras.
Um tipo raro de tsunami no Pacífico
O tsunami foi desencadeado por um terremoto de magnitude 8,8 em 29 de julho na zona de subducção Kuril-Kamchatka, onde uma placa tectônica é empurrada para baixo da outra. Acredita-se que o terremoto seja o sexto maior já registrado no mundo desde 1900.
Para estudar o evento, os pesquisadores combinaram observações do satélite SWOT com medições de bóias DART (Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunami) localizadas em todo o Oceano Pacífico. Estes instrumentos são concebidos para detectar alterações subtis no nível do mar e fornecer informações para alerta precoce durante tsunamis.
De acordo com o autor principal, Angel Ruiz-Angul, da Universidade da Islândia, o satélite forneceu uma perspectiva dramaticamente diferente da que os cientistas tinham no passado.
“Vejo os dados SWOT como um novo par de óculos”, disse Ruiz-Angula. “Anteriormente, com o DART, só podíamos ver tsunamis em determinados pontos do oceano sem limites. Existiam outros satélites antes, mas na melhor das hipóteses eles apenas viam uma linha fina através do tsunami. Agora, com o SWOT, podemos capturar uma faixa de até 120 quilómetros de largura com dados de alta resolução sem precedentes da superfície do mar.”
Um satélite criado para estudar a água
O SWOT foi lançado em dezembro de 2022 como parte de uma missão conjunta entre a NASA e a agência espacial francesa Centre National d’Etudes Spatiales. O seu principal objetivo é criar o primeiro levantamento global abrangente das águas superficiais da Terra, rastreando tudo, desde rios e lagos até características oceânicas.
Ruiz-Angula disse que ele e o co-autor Charlie de Mares passaram mais de dois anos analisando observações SWOT de processos oceânicos, como pequenos redemoinhos e correntes, antes que esta rara oportunidade surgisse.
Eles “passaram mais de dois anos analisando dados SWOT, compreendendo os vários processos no oceano, como pequenos redemoinhos, e nunca imaginaram que teríamos a sorte de ser apanhados por um tsunami”.
Desafiando uma suposição de longa data sobre tsunamis
Uma das descobertas mais surpreendentes do estudo está relacionada a um conceito conhecido como variância.
Os cientistas tradicionalmente consideram que os grandes tsunamis são “não pulverizados”. Como os seus comprimentos de onda são muito maiores do que a profundidade do oceano, os investigadores normalmente esperam que estas ondas mantenham uma forma relativamente constante à medida que viajam longas distâncias.
Contudo, num sistema de ondas dispersivas, diferentes partes da onda viajam a velocidades ligeiramente diferentes. Isso pode fazer com que a onda inicial se propague em uma onda principal, seguida por uma série de ondas finais.
“Os dados SWOT deste evento desafiam a ideia de que grandes tsunamis não se propagam”, explica Ruiz-Angula.
Quando a equipe comparou as observações com simulações de computador, descobriu que os modelos, incluindo a dispersão, eram mais consistentes com as medições de satélite do que os modelos tradicionais de tsunami.
“A principal implicação desta observação para os modeladores de tsunami é que está faltando algo nos modelos que executamos antes”, acrescentou Ruiz-Angula. “Essa variabilidade ‘extra’ pode significar que a onda principal pode ter sido modulada por ondas traseiras à medida que se aproximava de alguma costa. Precisaremos quantificar esse excesso de energia de dispersão e avaliar se ela tem efeitos que não foram considerados anteriormente.”
Dados do tsunami mostram uma lacuna maior no terremoto
As observações de tsunamis também ajudaram os investigadores a refinar a sua compreensão do próprio terramoto.
Modelos anteriores baseados em medições sísmicas e deformação do solo previram tempos de chegada do tsunami que não correspondiam completamente ao que foi registado pelos dois sensores DART. Uma estação detectou o tsunami mais cedo do que o esperado, enquanto a outra o registrou mais tarde do que o previsto.
Para investigar a discrepância, a equipe utilizou uma técnica chamada inversão, que trabalha de trás para frente a partir do comportamento observado de um tsunami para estimar as características do terremoto que o causou.
A análise deles mostrou que a ruptura do terremoto se estendeu mais ao sul do que estudos anteriores sugeriam. A diferença estendeu-se por cerca de 400 quilómetros, muito maior do que os 300 quilómetros estimados pelos modelos anteriores.
O co-autor do estudo, Diego Melgar, observou que as observações do tsunami estão se tornando cada vez mais valiosas para a compreensão de como fortes terremotos se rompem perto do fundo do mar.
“Após o terremoto Tohoku-oki de magnitude 9,0 em 2011, no Japão, percebemos que os dados do tsunami contêm informações realmente valiosas para restringir o deslizamento superficial”, disse Melgar.
Por que múltiplas fontes de dados são importantes
Após o devastador terremoto e tsunami no Japão em 2011, os pesquisadores começaram a prestar mais atenção à combinação de diferentes tipos de observações ao estudar terremotos fortes.
A incorporação de medições de bóias DART na análise de terremotos continua desafiadora porque a física usada para modelar as ondas oceânicas é diferente da física usada para modelar as ondas sísmicas que viajam através da crosta terrestre, explicou Melgar.
Desde então, o laboratório de Melgar e outros têm trabalhado em maneiras de incorporar dados DART em inversões, “mas isso ainda nem sempre é feito porque os modelos hidrodinâmicos necessários para simular o DART são muito diferentes dos modelos de propagação de ondas sísmicas usados para simular dados sólidos da Terra. Mas, como mostrado aqui, é realmente importante misturar tantos tipos de dados quanto possível”, disse Melgar.
Melhorar os futuros alertas de tsunami
A zona de subducção Kuril-Kamchatka causou alguns dos maiores tsunamis já registrados no Oceano Pacífico. Um terremoto de magnitude 9,0 na mesma região desencadeou um enorme tsunami em 1952, um evento que eventualmente ajudou a estabelecer o Sistema Internacional de Alerta de Tsunami.
Esta rede de alerta desempenhou posteriormente um papel fundamental na emissão de alertas em todo o Oceano Pacífico durante o tsunami de 2025.
À medida que a tecnologia de satélite continua a melhorar, os investigadores esperam que observações como as recolhidas pela SWOT possam um dia tornar-se parte de sistemas de previsão de tsunamis quase em tempo real, ajudando a fornecer avisos mais rápidos e precisos às comunidades em risco.
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