Hiriko trafikoan nabigatzen aditua zarela pentsa dezakezu, telefonoa zure alboan. Baliteke batekin ere ibiltzeaGPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaagailuaatzealdean zehar bidea aurkitzeko. Baina ziurrenik oraindik harrituko zinateke hori gauza guztiekinGPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa—nabigazio moderno guztiaren azpian dagoen kokapen global sistemak— egin dezake.
GPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaLurraren gainazalera seinaleak bidaltzen dituzten satelite konstelazio batek osatzen dute. Oinarrizko batGPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaahargailua, zure telefonoan dagoenak bezala, non zauden zehazten du —1 eta 10 metro ingurura— lau satelite edo gehiagoren seinaleak iristeko ordua neurtuz. Dotoreagoarekin (eta garestiago)GPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaahargailuak, zientzialariek haien kokapenak zentimetro edo milimetrotan zehaztu ditzakete. Informazio zehatz hori erabiliz, seinaleak aztertzeko modu berriekin batera, ikertzaileak deskubritzen ari dira GPSak planetari buruz hasieran uste zutena baino askoz gehiago esan diezaiekeela.
Azken hamarkadan, azkarrago eta zehatzagoaGPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaagailuaklurrikara handietan lurra nola mugitzen den argitzeko aukera eman diete zientzialariei.GPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaahondamendi naturaletarako abisu-sistema hobeak ekarri ditu, hala nola, uholdeak eta sumendien erupzioak. Eta ikertzaileek MacGyvered batzuk ere egin dituzteGPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaahargailuakelur sentsore, mareometro eta Lurra neurtzeko ustekabeko beste tresna gisa jarduteko.
"Jendeak erotuta nengoela uste zuen aplikazio hauei buruz hitz egiten hasi nintzenean", dio Kristine Larsonek, Colorado Boulderreko Unibertsitateko geofisikariak, aurkikuntza asko zuzendu dituena eta 2019ko Lurraren eta Planetar Zientzien Urteko Berrikuspenean haiei buruz idatzi duena. "Beno, atera zen gai ginela".
Hona hemen zientzialariek orain dela gutxi konturatu diren gauza harrigarri batzuk egin ditzaketelaGPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa.
1. LURRIKARA BAT SENTITU
Mendeetan zehar geozientzialariek sismometroetan oinarritu izan dira, lurra zenbat astindu den neurtzen duten, lurrikara bat zenbaterainokoa den eta zenbaterainokoa den ebaluatzeko.GPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaahargailuek beste helburu bat zuten: askoz eskala motelagoetan gertatzen diren prozesu geologikoak jarraitzea, hala nola Lurreko plaka handiek bata bestearen ondoan ehotzen duten abiadura plaken tektonika deritzon prozesuan. BerazGPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaZientzialariei esan lezake San Andreas failaren aurkako aldeak bata bestearen ondotik pasatzen diren abiadura, sismometroek lurra dardarak neurtzen dituzten bitartean, Kaliforniako faila hori lurrikara batean hausten denean.
Ikertzaile gehienek hori pentsatu zutenGPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaabesterik gabe, ezin izan ditu kokapenak neurtu behar bezain zehatz eta azkar lurrikarak ebaluatzeko erabilgarria izateko. Baina ikusten da zientzialariek informazio gehigarria atera dezaketela GPS sateliteek Lurrera igortzen dituzten seinaleetatik.
Seinale horiek bi osagaitan iristen dira. Baten eta zeroen serie bakarra da, kodea bezala ezagutzen dena, bakoitzaGPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaasateliteak transmititzen du. Bigarrena, satelitetik kodea transmititzen duen uhin-luzera laburragoko "eramaile" seinalea da. Eramaile-seinaleak uhin-luzera laburragoa duelako —20 zentimetro besterik ez—, kodearen uhin-luzera luzeagoarekin alderatuta, zeina hamar edo ehunka metrokoa izan daitekeen, eramaile-seinaleak bereizmen handiko modua eskaintzen du Lurraren gainazaleko puntu bat zehazteko. Zientzialariek, topografoek, militarrek eta besteek askotan GPS kokapen oso zehatza behar dute, eta GPS hargailu korapilatsuagoa da behar dena.
Ingeniariek erritmoa ere hobetu duteGPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaahartzaileek beren kokapena eguneratzen dute, hau da, segundoan 20 aldiz edo gehiagotan freskatu dezakete. Ikertzaileak neurketa zehatzak hain azkar har zitezkeela konturatu ondoren, GPSa erabiltzen hasi ziren lurrikara batean lurra nola mugitzen zen aztertzeko.
2003an, mota horretako lehenengo ikerketetan, Larson eta bere lankideek Estatu Batuetako mendebaldean zehar txertatutako GPS hargailuak erabili zituzten Alaskan 7,9 graduko lurrikara baten ondorioz lurra nola aldatzen zen aztertzeko. 2011rako, ikertzaileek Japonia suntsitu zuen 9,1 graduko lurrikarari buruzko GPS datuak hartu ahal izan zituzten eta lurrikararen garaian itsas hondoa 60 metro ikaragarri desplazatu zela erakutsi zuten.
Gaur egun, zientzialariek modu zabalagoan aztertzen ari diraGPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaadatuaklurrikarak azkar ebaluatzen lagun diezaieke. Eugene-ko Oregoneko Unibertsitateko Diego Melgar-ek eta Golden-eko (Colorado) AEBetako Geological Survey-ko Gavin Hayes-ek, atzera begira, 12 lurrikara handi aztertu zituzten, lurrikara hasi eta segunduren buruan zenbaterainokoa izango den esan zezaketen ikusteko. Lurrikararen epizentroetatik gertu dauden GPS estazioetako informazioa barne hartuta, zientzialariek 10 segundotan zehaztu ahal izango dute lurrikara 7 magnitude kaltegarria edo 9 magnitude guztiz suntsitzailea izango den.
AEBetako Mendebaldeko kostaldeko ikertzaileak ere sartzen ari diraGPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaalurrikararen abisu goiztiarreko sisteman sartu dira, lur-dardarak hautematen dituena eta urrutiko hirietako pertsonei jakinarazten die astinduak laster eragingo dituen ala ez. Eta Txile bere eraikitzen ari daGPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaasarean informazio zehatzagoa azkarrago izateko, eta horrek kostaldetik gertu dagoen lurrikara batek tsunami bat sortuko duen edo ez kalkulatzen lagun dezake.
2. SUMENDI BAT BEGIRATU
Lurrikarak haratago, abiaduraGPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaafuntzionarioei beste hondamendi naturalei azkarrago erantzuten laguntzen ari da gertatzen diren heinean.
Sumendien behatoki askok, adibidez, baduteGPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaamonitoreatzen dituzten mendien inguruan kokatutako hargailuak, magma lur azpian mugitzen hasten denean horrek askotan gainazala ere mugitzen duelako. Sumendi baten inguruko GPS estazioak denboran zehar nola igotzen edo hondoratzen diren kontrolatuz, ikertzaileek arroka urtua non isurtzen den ideia hobea izan dezakete.
Iaz Hawaiiko Kilauea sumendiaren erupzio handiaren aurretik, ikertzaileek erabili zutenGPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaasumendiaren zein zati ari ziren azkarren mugitzen ulertzeko. Funtzionarioek informazio hori erabili zuten bizilagunak zein eremutatik ateratzeko erabakitzen laguntzeko.
GPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaadatuaksumendi bat lehertu ondoren ere erabilgarria izan daiteke. Seinaleak sateliteetatik lurrera bidaiatzen direnez, sumendiak airera botatzen duen edozein material zeharkatu behar dute. 2013an, hainbat ikerketa taldek aztertu zutenGPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaadatuakAlaskako Redoubt sumendiaren erupzio batetik lau urte lehenago eta seinaleak desitxuratu egin zirela ikusi zuen erupzioa hasi eta gutxira.
Distortsioak aztertuta, zientzialariek zenbat errauts isuri zuten eta zenbat azkar bidaiatzen zuten kalkulatu ahal izan zuten. Ondoko artikulu batean, Larsonek "sumendi-lumak detektatzeko modu berria" esan zuen.
Bera eta bere lankideek telefono mugikorren barietatearekin hori egiteko moduak lantzen aritu diraGPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaahargailuakhartzaile zientifiko garestiak baino. Horrek GPS sare nahiko merke bat ezartzeko eta errauts-plumak kontrolatzeko aukera eman diezaieke bolkanologoei. Sumendi-lumak arazo handia dira hegazkinentzat, errautsen inguruan hegan egin behar baitute, partikulek jet-motorrak oztopatzeko arriskua izan beharrean.
3. ZONDATU ELURRA
Ustekabeko erabilera batzukGPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaabere seinalearen zatirik nahasienetatik datoz, lurretik errebotatzen diren zatietatik.
Tipiko batGPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaahargailua, zure telefonoan dagoenak bezala, gehienetan zuzenean datozen seinaleak jasotzen dituGPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaasateliteen gainetik. Baina oinez ari zaren lurrean errebotatu eta zure telefonoan islatzen diren seinaleak ere jasotzen ditu.
Urte askotan zientzialariek islatutako seinale horiek zarata besterik ez zirela pentsatu zuten, datuak lohitzen zituen eta gertatzen ari zena asmatzea zaila egiten zuen oihartzun moduko bat. Baina duela 15 urte inguru Larson eta beste batzuk GPS hargailu zientifikoetako oihartzunak aprobetxatuko ote zituzten galdetzen hasi ziren. Lurrean islatzen ziren seinaleen maiztasunak aztertzen hasi zen, eta hargailura zuzenean iristen ziren seinaleekin nola konbinatzen ziren. Hortik ondorioztatu ahal izan zituen oihartzunak errebotatu zituen gainazaleko ezaugarriak. "Oihartzun horiek alderantzizko ingeniaritza besterik ez dugu", dio Larsonek.
Planteamendu horri esker, zientzialariek GPS hargailuaren azpiko lurra ezagutzeko aukera dute; adibidez, lurzoruak zenbat hezetasun duen edo zenbat elur metatu den gainazalean. (Zenbat eta elur gehiago erori lurrera, orduan eta laburragoa izango da oihartzunaren eta hargailuaren arteko distantzia.) GPS estazioek elur-sentsore gisa funtziona dezakete elur-sakonera neurtzeko, adibidez, urtero ur-baliabide nagusia den mendi-eremuetan.
Teknikak ere ondo funtzionatzen du Artikoan eta Antartikan, urte osoan elurteak kontrolatzen dituzten estazio meteorologiko gutxi baitaude. Matt Siegfriedek, orain Goldeneko Colorado School of Mines-en, eta bere lankideek Mendebaldeko Antartikako 23 GPS estaziotan elur metaketa aztertu zuten 2007tik 2017ra. Aldatzen ari den elurra zuzenean neurtu zezaketela aurkitu zuten. Hori funtsezko informazioa da Antartikako izotz-geruzak negu bakoitzean zenbat elur sortzen duen ebaluatu nahi duten ikertzaileentzat, eta uda bakoitzean urtzen denarekin alderatzen den.
4. HONORKETA BAT SENTSUA
GPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaabaliteke lur solidoan kokapena neurtzeko modu gisa hasi izana, baina ur-mailen aldaketak kontrolatzeko ere baliagarria suertatzen da.
Uztailean, John Galetzka, Boulder-eko (Colorado) UNAVCO geofisika ikerketa-erakundeko ingeniaria, Bangladeshen GPS estazioak instalatzen aurkitu zuen, Ganges eta Brahmaputra ibaien elkargunean. Helburua zen neurtzea ibaiaren sedimentuak trinkotzen ari diren eta lurra poliki-poliki hondoratzen ari den, zikloi tropikaletan eta itsas mailaren igoeran uholdeen aurrean zaurgarriagoa bihurtuz. "GPS tresna harrigarria da galdera honi eta gehiagori erantzuten laguntzeko", dio Galetzkak.
Sonatala izeneko nekazari komunitate batean, mangladi baten ertzean, Galetzka eta bere lankideek bat jarri zuten.GPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaageltokia lehen hezkuntzako eskola baten hormigoizko teilatuan. Inguruan bigarren geltoki bat ezarri zuten, arroz batean mailututako haga baten gainean. Lurra benetan hondoratzen ari bada, bigarren GPS estazioak lurretik poliki-poliki ateratzen ari den itxura izango du. Eta estazioen azpian dagoen GPSaren oihartzunak neurtuz, zientzialariek faktoreak neur ditzakete, esate baterako, zenbat ur dagoen arrozetan euri-sasoian.
GPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaahargailuakozeanografoei eta itsasgizonei ere lagun diezaieke, mareometro gisa jokatuz. Larson-ek Kachemak Bay-ko (Alaska) GPS datuekin lan egiten zuen bitartean. Estazioa deformazio tektonikoa aztertzeko sortu zen, baina Larson bitxia zen, badiak Estatu Batuetako marea-aldaera handienetakoak ere badituelako. Uretatik eta hargailura errebotatzen ari ziren GPS seinaleak begiratu zituen, eta mareen aldaketak ondoko portu batean benetako marea-neurgailu batek bezain zehatz jarraitu ahal izan zituen.
Hau lagungarria izan liteke epe luzerako mareometroak ezarrita ez dituzten munduko lekuetan, baina gertatzen daGPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaageltokia gertu.
5. ATMOSFERA AZTERTU
Azkenik,GPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaGoiko zeruari buruzko informazioa zirikatu dezake, duela urte gutxi arte zientzialariek uste ez zuten moduan. Ur lurrunak, elektrikoki kargatutako partikulek eta beste faktore batzuek atmosferan zehar bidaiatzen duten GPS seinaleak atzeratu ditzakete, eta horri esker, aurkikuntza berriak egin ditzakete ikertzaileek.
Zientzialari talde batek erabiltzen duGPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaatmosferan euri edo elur gisa hauspeatzeko erabilgarri dagoen ur-lurruna aztertzeko. Ikertzaileek aldaketa hauek erabili dituzte euri zaparradak zerutik zenbat ur eroriko den kalkulatzeko, iragarleek Kalifornia hegoaldeko tokietan uholde lasterren inguruko iragarpenak fintzeko aukera emanez. 2013ko uztaileko ekaitz batean, meteorologoek erabili zutenGPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaHan lehorrean mugitzen den montzoiaren hezetasuna jarraitzeko datuak, informazio erabakigarria izan zen uholdeak izan baino 17 minutu lehenago abisua emateko.
GPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaseinaleakEra berean, ionosfera izenez ezagutzen den goiko atmosferaren elektrikoki kargatutako zatian zehar bidaiatzen dutenean ere eragiten dute. Zientzialariek erabili duteGPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaadatuakionosferan izandako aldaketen jarraipena egiteko, tsunamiak behean ozeanoan zehar ibiltzen diren bitartean. (Tsunamiaren indarrak atmosferan aldaketak eragiten ditu ionosferaraino.) Teknika honek egunen batean tsunamiaren abisuaren metodo tradizionalaren osagarri izan dezake, zeinak ozeanoan zehar puntuatutako buiak erabiltzen dituen olatuaren altuera neurtzeko. .
Eta zientzialariek eguzki eklipse osoaren ondorioak ere aztertu ahal izan dituzte erabilizGPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa. 2017ko abuztuan, erabili zutenGPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaageltokiakEstatu Batuetan zehar goi-atmosferako elektroi kopurua nola jaitsi zen neurtzeko ilargiaren itzala kontinentean zehar mugitzean, bestela elektroiak sortzen zituen argia apalduz.
BerazGPSaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaerabilgarria da zure oinen azpian lurra dardarka, zerutik erortzen den elurra arte. Ez dago gaizki herrian zehar bidea aurkitzen lagunduko dizun zerbaitetarako.
Artikulu hau Knowable Magazine-n agertu zen jatorriz, Annual Reviews-en kazetaritza-ahalegin independentea. Eman izena buletinerako.
