ב-29 בספטמבר 2009, רעידת אדמה בעוצמה של 8.1 התרחשה ליד סמואה האמריקנית, סמואה וטונגה, וגרמה לצונאמי שהסב נזק רב בנפש וכן ברכוש. רעידת האדמה העוצמתית החריפה גם בעיה נוספת בסמואה האמריקנית: שקיעת האדמה. בשילוב עם עלייה יחסית של פני הים. בכך גבר הסיכון שמרחף מעל איים קטנים בכלל ומעל לראשם של כ-45 אלף תושבי סמואה האמריקנית בפרט.
5 צפייה בגלריה
צילום לווייני של האי טוטואילה בסמואה האמריקנית
(צילום: NASA Earth Observatory/Lauren Dauphin)
"הגנה מפני הצפות באיים קטנים מחייבת ביצוע מדידות מהימנות של מידת שקיעת הקרקע והמיקום המדויק שבו היא מתרחשת", אמרה הגיאופיזיקאית ז'אן סאובר, ממרכז טיסות החלל גודארד של נאס"א בגרינבלט, מרילנד.
מבחינה היסטורית, מדידות שקיעת קרקע באיים טרופיים קטנים היו קשים לביצוע משתי סיבות. סיבה אחת היא שלאיים יש לעתים קרובות משאבים מועטים לביצוע מדידות מפורטות על פני הקרקע, בעוד שסיבה שנייה נעוצה בכך שעננות וצמחייה עבותה מקשים על השגת נתונים לווייניים טובים.
באמצעות שימוש באי טוטואילה (Tutuila) שבסמואה האמריקנית, כדוגמה, צוות של מדעני מרכז טיסות החלל גודארד של נאס"א פרסם אשתקד מחקר בכתב העת Geophysical Research Letters שבו מופו השינויים בקרקע של האי הקטן, כדי שניתן יהיה ליישם זאת באיים קטנים נוספים, שמועדים לרעידות אדמה. הם גילו ששימוש בשילוב של תצפיות לווייניות וקרקעיות עשוי לסייע במיפוי השטח באופן מקיף ביותר.
בעבר, מדענים השתמשו בנתונים משתי נקודות מדידה על האי: תחנת GPS ומד גאות, שיחד עם מדידת גובה לוויינית, התאפשר פיקוח על גובה פני האוקיינוס. יחד עם זאת, נתונים אלה היו מוגבלים, כך שבמחקר החדש, הוסיפו החוקרים את השימוש ב-InSAR - אינטרפרומטריה של רדאר מלוויינים - טכנולוגיה מתקדמת של חישה מרחוק שעושה שימוש בתמונות רדאר של אותו אזור אשר נאספו בזמנים שונים על מנת לזהות ולחשב תזוזות זעירות (מילימטרים בודדים ומעלה) על פני כדור הארץ ולעקוב אחר שינויים בגובה הקרקע.
מממצאי המחקר עלה כי האי טוטואילה שקע ב-9-6 מ"מ בממוצע בכל שנה בין 2022-2015, זאת לעומת שקיעה של 2-1 מ"מ בממוצע בכל שנה, בטרם אירעה רעידת האדמה ב-2009. "הודות לטכניקת החישה מרחוק, היה ביכולתנו לקבל מפה מפורטת יותר של מה שקורה ברחבי האי", אמרה סטייסי הואנג, ממרכז טיסות החלל גודארד של נאס"א.
שלא כמו אמצעים לווייניים רבים אחרים, טכנולוגיית ה-InSAR, שבה השתמשו החוקרים, יכולה לחדור מבעד לעננים ולצמחייה העבותה, דבר שאיפשר להם למדוד ברמת דיוק גבוהה את הגובה היחסי והשינויים שחלו על פני הקרקע. החוקרים השתמשו גם בנתוני מד גובה לווייני על מנת להעריך את מפלס האוקיינוס, וקישרו אותם למדידות מתחנת מד הגאות בפאגו פאגו (Pago Pago), בירת סמואה האמריקנית.
אחד האתגרים להערכת שקיעת הקרקע באיים מרוחקים הוא להבין כיצד תנועות האי עשויות להיות מושפעות מהתנועה הרחבה יותר של הלוחות הטקטוניים. על ידי הכללת מדידות מתחנת ה-GPS של האי טוטואילה, יכלו החוקרים לעקוב אחר קצב התנועה שלו בין מיקומים שונים על פניו וביחס למקומות אחרים ברחבי העולם. שקיעת קרקע בחלק זה של מערב האוקיינוס השקט נובעת מתנועת הלוח הפסיפי (הלוח הטקטוני הגדול והכבד ביותר בקרום כדור הארץ, העשוי רובו מקרום בזלתי) והלוח האוסטרלי.
כאשר לוח אחד עובר מתחת ללוח השני, מתרחשת תופעה הנקראת סובדוקציה לאורך שקע טונגה, שהוא שקע אוקייני באוקיינוס השקט, מזרחית לטונגה, דרומית לסמואה האמריקנית וצפונית לשקע קרמדק, המפריד בינו לבין האי הצפוני של ניו זילנד. רעידות אדמה נובעות לעתים קרובות מתהליך זה, ויוצרות תנועה אנכית של פני האי, יחד עם שינויים בקרקע. כדי להבין עד כמה הקרקע השתנתה לאחר כל רעידת אדמה, נמדדת תנועת היבשה האנכית - התנועה למעלה ולמטה של הקרקע בשל שינויים שחלים מתחת לפני השטח של כדור הארץ - תהליך גיאולוגי שחל גם על הארכיפלג איי סמואה.
לדבריו של הגיאופיזיקאי ריצ'רד ריי ממרכז טיסות החלל גודארד של נאס"א, עליית מפלס הים מרחיבה את הבעיה, שכן באי טוטואילה מפלס המים היחסי עולה פי חמישה מהממוצע העולמי. "עלייה של מילימטרים בודדים אולי לא נשמעת כמו אירוע משמעותי במיוחד, אולם לאורך זמן מדובר בבעיה רצינית ומדאיגה", הסביר ריי.
איים רבים ברחבי העולם מתמודדים עם עליית מפלס הים וחולקים מאפיינים דומים עם האי טוטואילה. החוקרים מקווים ליישם את מה שלמדו ממחקר זה על איים אחרים כדי לבצע תכנון עתידי שיגן עליהם ועל תושביהם, לרבות שיתוף הפעולה העתידי בין נאס"א והאו"ם בנושא חוסן אזורי החוף, שמטרתו להגן בעיקר על אנשים שחיים באיים קטנים.
