Satelliet hoort beving

GOCE-satelliet. Foto ESA

De trillingen die de Japanse aardbeving van 11 maart 2011 opwekte, zijn honderden kilometers hoog in de atmosfeer waargenomen. De Tohoku-aardbeving, bekend van de Fukushima-ramp, zond infrageluid met hoge golflengte omhoog en de effecten daarvan werden gesignaleerd door de GOCE-satelliet van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA. Ook de zwaartekrachtgolven van de opgewekte tsunami zijn waargenomen. Het is voor het eerst dat dit effect van een aardbeving ook werkelijk in registraties van een satelliet is gevonden. Franse onderzoekers hebben er lang tevergeefs naar gezocht. Nu publiceren zij in Geophysical Research Letters. Eerste auteur is Raphael Garcia uit Toulouse.

De GOCE-satelliet, gelanceerd in maart 2009, is speciaal ontworpen voor de detectie van minieme variaties in het aardse zwaartekrachtveld. Er zijn gevoelige versnellingsmeters aan boord waarmee kennis wordt verzameld over het gedrag van de oceanen en de eigenschappen van diepere aardlagen.

De satelliet vliegt in een ongebruikelijk lage baan op een hoogte van 270 km, midden in de ionosfeer, een dunne atmosfeerlaag die voornamelijk bestaat uit ionen en vrije elektronen. Op die hoogte wordt nog veel luchtweerstand en dus afremming ondervonden. Die wordt met een permanent werkende ionenmotor overwonnen. De Delftse onderzoeker Eelco Doornbos, co-auteur van het artikel, ontwikkelde een methode om uit de stuwkracht van de ionenmotor en de opgewekte versnelling de dichtheid van de omringende lucht te berekenen. De dichtheid van de ionosfeer vertoont natuurlijke fluctuaties van ongeveer een procent.

Op 11 maart 2011 ontmoette de satelliet het front van de door de beving opgewekte golf infrageluid boven de Stille Oceaan. De versnellingsmeters signaleerden een door het infrageluid opgewekte windsterkte van 130 m/s. Doornbos berekende afwijkingen van wel 11 procent in de lokale luchtdichtheid. Een half uur later haalde de satelliet de golf infrageluid in aan de andere kant van de aarde en werden vergelijkbare waarnemingen gedaan.

De metingen komen redelijk overeen met modelberekeningen.