Quando un violentissimo terremoto ha colpito la penisola russa della Kamchatka alla fine di luglio, ha scatenato uno tsunami che si è propagato attraverso l’Oceano Pacifico. Mentre le onde gigantesche si diffondevano, un sofisticato satellite della NASA si trovava nella posizione ideale per osservare l’evento con un livello di dettaglio senza precedenti.
Secondo una ricerca pubblicata su The Seismic Record , il satellite, denominato Surface Water Ocean Topography (SWOT), ha registrato la prima immagine ad alta risoluzione e ad ampia copertura di un grande tsunami generato da un terremoto in una zona di subduzione.
Ciò che gli scienziati hanno scoperto è stato inaspettato. Invece di propagarsi attraverso l’oceano come un’onda relativamente semplice, lo tsunami ha mostrato un andamento molto più complesso, con onde che si diffondevano, si disperdevano e interagivano su vaste aree del Pacifico. Questa scoperta potrebbe aiutare i ricercatori a migliorare le previsioni degli tsunami e a comprendere meglio i potenziali rischi per le comunità costiere.
Una rara immagine di uno tsunami che ha colpito l’intero Pacifico.
Lo tsunami è stato innescato da un terremoto di magnitudo 8.8 avvenuto il 29 luglio nella zona di subduzione delle Curili-Kamchatka, dove una placca tettonica viene spinta sotto un’altra. Il sisma è il sesto più forte mai registrato al mondo dal 1900.
Per studiare l’evento, i ricercatori hanno combinato le osservazioni del satellite SWOT con le misurazioni delle boe DART (Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis) posizionate in tutto il Pacifico. Questi strumenti sono progettati per rilevare lievi variazioni del livello del mare e fornire informazioni di allerta precoce durante gli eventi tsunamigenici.
Secondo Angel Ruiz-Angulo, autore principale dello studio e ricercatore presso l’Università dell’Islanda, il satellite ha fornito una prospettiva radicalmente diversa da quella a cui gli scienziati avevano avuto in passato.
“Considero i dati SWOT come un nuovo paio di occhiali”, ha affermato Ruiz-Angulo. “Prima, con i satelliti DART, potevamo osservare lo tsunami solo in punti specifici dell’immensità dell’oceano. C’erano già altri satelliti, ma nella migliore delle ipotesi riuscivano a vedere solo una sottile linea che attraversava lo tsunami. Ora, con SWOT, possiamo riprendere una fascia larga fino a circa 120 chilometri, con dati della superficie marina ad altissima risoluzione, senza precedenti.”
Un satellite costruito per studiare l’acqua
SWOT è stata lanciata nel dicembre 2022 come missione congiunta tra la NASA e l’agenzia spaziale francese Centre National d’Études Spatiales. Il suo obiettivo principale è quello di creare la prima indagine globale completa delle acque superficiali della Terra, monitorando ogni aspetto, dai fiumi e laghi alle formazioni oceaniche.
Ruiz-Angulo ha affermato che lui e il coautore Charly de Marez avevano trascorso più di due anni ad analizzare le osservazioni SWOT dei processi oceanici come piccoli vortici e correnti prima che si presentasse questa rara opportunità.
“Analizzavano i dati SWOT da oltre due anni, cercando di comprendere diversi processi oceanici come i piccoli vortici, senza mai immaginare che avremmo avuto la fortuna di immortalare uno tsunami.”
Mettere in discussione un’ipotesi radicata sugli tsunami
Una delle scoperte più sorprendenti dello studio riguarda un concetto noto come dispersione.
Tradizionalmente, gli scienziati hanno considerato i grandi tsunami come “non dispersivi”. Poiché la loro lunghezza d’onda è molto maggiore della profondità dell’oceano, i ricercatori generalmente si aspettano che queste onde mantengano una forma relativamente costante mentre percorrono lunghe distanze.
In un sistema ondoso dispersivo, tuttavia, diverse parti dell’onda si muovono a velocità leggermente diverse. Ciò può far sì che l’onda originale si propaghi in un’onda principale seguita da una serie di onde secondarie.
“I dati SWOT relativi a questo evento hanno messo in discussione l’idea che i grandi tsunami non siano dispersivi”, spiega Ruiz-Angulo.
Quando il team ha confrontato le osservazioni con le simulazioni al computer, ha scoperto che i modelli che includevano la dispersione corrispondevano alle misurazioni satellitari in modo più preciso rispetto ai modelli tradizionali di tsunami.
“L’impatto principale di questa osservazione per i modellisti di tsunami è che ci manca qualcosa nei modelli che utilizzavamo in precedenza”, ha aggiunto Ruiz-Angulo. “Questa variabilità ‘extra’ potrebbe indicare che l’onda principale viene modulata dalle onde di coda mentre si avvicina alla costa. Dovremmo quantificare questo eccesso di energia dispersiva e valutare se ha un impatto che non era stato considerato prima.”
I dati sullo tsunami rivelano una rottura sismica di maggiori dimensioni
Le osservazioni sullo tsunami hanno inoltre aiutato i ricercatori a perfezionare la loro comprensione del terremoto stesso.
I modelli precedenti, basati su misurazioni sismiche e deformazioni del terreno, prevedevano tempi di arrivo dello tsunami che non corrispondevano completamente a quelli registrati da due stazioni DART. Una stazione ha rilevato lo tsunami prima del previsto, mentre l’altra lo ha registrato dopo.
Per indagare sulla discrepanza, il team ha utilizzato una tecnica chiamata inversione, che procede a ritroso a partire dal comportamento osservato dello tsunami per stimare le caratteristiche del terremoto che lo ha generato.
La loro analisi ha suggerito che la faglia sismica si estendeva più a sud di quanto indicato dagli studi precedenti. La faglia si estendeva per circa 400 chilometri, una distanza significativamente maggiore rispetto ai 300 chilometri stimati dai modelli precedenti.
Diego Melgar, coautore dello studio, ha osservato che le osservazioni sugli tsunami sono diventate sempre più preziose per comprendere come i grandi terremoti si propagano in prossimità del fondale marino.
“Fin dal terremoto di magnitudo 9.0 di Tohoku-oki in Giappone nel 2011, ci siamo resi conto che i dati sullo tsunami contenevano informazioni davvero preziose per limitare lo scorrimento superficiale”, ha affermato Melgar.
Perché è importante avere più fonti di dati
In seguito al devastante terremoto e allo tsunami che hanno colpito il Giappone nel 2011, i ricercatori hanno iniziato a dare maggiore importanza alla combinazione di diversi tipi di osservazioni nello studio dei terremoti di grande magnitudo.
Melgar ha spiegato che integrare le misurazioni delle boe DART nelle analisi dei terremoti rimane una sfida, poiché la fisica utilizzata per modellare le onde oceaniche differisce dalla fisica utilizzata per modellare le onde sismiche che si propagano attraverso la crosta terrestre.
Da allora, il laboratorio di Melgar e altri hanno lavorato su come includere i dati DART nelle inversioni, “ma non sempre viene fatto perché i modelli idrodinamici necessari per modellare i DART sono molto diversi da quelli di propagazione delle onde sismiche per modellare i dati della Terra solida. Ma, come dimostrato ancora una volta, è davvero importante combinare il maggior numero possibile di tipi di dati”, ha affermato Melgar.
Migliorare i futuri sistemi di allerta tsunami.
La zona di subduzione Curili-Kamchatka ha generato alcuni dei più grandi tsunami mai registrati nel Pacifico. Un terremoto di magnitudo 9.0 nella stessa regione ha innescato un enorme tsunami nel 1952, un evento che ha contribuito in modo determinante alla creazione del sistema internazionale di allerta tsunami.
Quella rete di allerta ha poi svolto un ruolo chiave nell’emissione di avvisi in tutto il Pacifico durante lo tsunami del 2025.
Con il continuo miglioramento della tecnologia satellitare, i ricercatori sperano che osservazioni come quelle raccolte da SWOT possano un giorno entrare a far parte di sistemi di previsione degli tsunami in tempo quasi reale, contribuendo a fornire avvisi più rapidi e precisi alle comunità a rischio.
Abstract
Il 29 luglio 2025, un Un terremoto di magnitudo 8.8 ha colpito al largo della Kamchatka, in Russia, generando uno tsunami che ha interessato l’intero Pacifico e rappresentando il più grande terremoto dal lancio del satellite SWOT (Surface Water and Ocean Topography) nel 2022. Abbiamo analizzato le osservazioni dello tsunami provenienti da SWOT insieme a quelle di tre boe DART (Deep Ocean Assessment and Reporting of Tsunamis) situate nelle vicinanze per determinare la sorgente dell’evento. SWOT ha fornito la prima traccia spaziale ad alta risoluzione di un grande tsunami in una zona di subduzione, catturando forme d’onda che rivelano complesse propagazioni, dispersioni e scattering. L’inversione della serie temporale DART utilizzando sorgenti unitarie gaussiane mostra che la rottura si è estesa per circa 400 km lungo la direzione della faglia, con un sollevamento massimo di circa 4 m, significativamente diverso dal modello a faglia finita pubblicato. Una sorgente ibrida che combina il sollevamento invertito da DART con la subsidenza derivante dal modello sismico-geodetico si adatta meglio a entrambi i set di dati e riproduce le osservazioni di SWOT. Confronto con le ricostruzioni del 1952 Il terremoto di Kamchatka di magnitudo 9.0 indica che la rottura del 2025 ha probabilmente riattivato porzioni significative della megaspinta che si era rotta nel 1952, ma si è verificata più in profondità e con uno scorrimento minimo o nullo in prossimità della fossa, in linea con il suo minore impatto dello tsunami. Questi risultati evidenziano le implicazioni in termini di rischio dei brevi intervalli di ricorrenza dei grandi terremoti e mostrano come lo stile di rottura influenzi la gravità dello tsunami. Dimostrano inoltre il valore dell’altimetria satellitare per migliorare la caratterizzazione della sorgente dello tsunami, le previsioni post-evento e la comprensione dei processi idrodinamici.
Materials provided by Seismological Society of America. Note: Content may be edited for style and length.
Angel Ruiz-Angulo, Diego Melgar, Charly de Marez, Aurélien Deniau, Francesco Nencioli, Vala Hjörleifsdóttir. SWOT Satellite Altimetry Observations and Source Model for the Tsunami from the 2025 M 8.8 Kamchatka Earthquake. The Seismic Record, 2025; 5 (4): 341 DOI: 10.1785/0320250037
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