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TLALOC-Net, a rede de pesquisa aplicada ao clima e aos processos físicos que controlam terremotos e vulcões

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O Deus TLALOC era temido por sua habilidade para descarregar chuva, granizo e raios sobre a terra.Agora, estes elementos serão observados através da rede de GPS que faz parte do projeto “Rede de Observação e Colaboração Transfronteiriça Terrestre e Atmosférica de Longo Prazo” (TLALOC-Net).

(Fonte: CUDI) TLALOCNet é uma rede de Sistema de Posicionamento Global (GPS) e estações meteorológicas no México, desenvolvida para o estudo dos processos atmosféricos e de terra sólida. Esta rede recém-criada abarca a maior parte do país com um forte enfoque no sul e no oeste do México.

As observações feitas por meio da TLALOC-Net permitirão uma melhor análise dos processos de acumulação e liberação de energia em toda a zona de subducção mexicana, do sistema de falhas no Golfo da Califórnia e de processos de deformação de superfície, além de proporcionarem estimativas de vapor de água que contribuirão para o avanço no conhecimento dos processos atmosféricos no México.

Oito anos se passaram desde que 35 cientistas internacionais de 22 universidades e centros de pesquisa, membros das Redes Nacionais de Pesquisa e Educação (RNPE) da América Latina, América do Norte e Europa se reuniram em Porto Vallarta para participar de um workshop promovido pela Fundação Nacional de Ciência (NFS, por sua sigla em inglês, National Science Foundation) e CONACyT, e analisar os fundamentos, usos e a implementação de uma rede atmosférica e de GPS de última geração no México com vistas a possibilitar a pesquisa aplicada ao clima, prognósticos de tempo e os processos físicos que controlam terremotos e vulcões.

Uma das principais conquistas do encontro, fundamental para a implementação do projeto, foi a declaração escrita e assinada por 12 cientistas mexicanos com a finalidade de integrar um primeiro consórcio de pesquisadores e instituições mexicanas que compartilhe seus dados abertamente, trabalhe de maneira unificada para defender e facilitar a ciência baseada em GPS no México e se esforce para desenvolver a capacidade humana e técnica do país para a pesquisa de vanguarda e a previsão de perigos.

  1. Cabral-Cano, Enrique (Geofísica UNAM)
  2. Farfán Molina, Luis (CICESE)
  3. González García, José (CICESE)
  4. Guzmán Speziale, Marco (Centro de Geociências, UNAM)
  5. Kostoglodov, Vladimir (Geofísica, UNAM)
  6. Márquez Azua, Bertha (UDG)
  7. Pérez Enríquez, Román (Centro de Geociências, UNAM)
  8. Rebolledo Vieyra, Mario (Centro de Pesquisas Científicas de Yucatán)
  9. Sánchez Zamora, Osvaldo (Geofísica UNAM)
  10. Santiago, José Antonio. (Geofísica UNAM)
  11. Vázquez, Esteban (UAS)
  12. Zavala Hidalgo, Jorge (Centro de Ciências da Atmosfera – UNAM)

Entre as universidades que assinaram o convênio de colaboração para a criação da rede unificada GPS do México se encontram:

  • UNAM – Instituto de Geofísica, Centro de Ciencias de la Atmosfera de la Universidad Nacional Autónoma de México.
  • UDG – Centro de Estudios Estratégicos para el Desarrollo (CEED) y la Coordinación General de Tecnologías de la Información (CGTI) de la Universidad de Guadalajara.
  • UNISON - Universidad de Sonora.
  • CICESE - Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada Baja California.
  • UAS - Universidad Autónoma de Sinaloa.
  • CICY - Centro de Investigación Científica de Yucatán.

Entre as instituições internacionais que fazem parte do acordo estão:

  • University of Arizona.
  • University of Wisconsin-Madison.
  • Miami University in Ohio.
  • University of Washington.
  • UNAVCO - University Navstar Consortium.
  • NOAA- National Oceanic and Atmospheric Administration.

Esta equipe de trabalho continua realizando reuniões produtivas para identificar e alinhar ainda mais os interesses meteorológicos e geofísicos das universidades e agências governamentais mexicanas e estadunidenses.

À luz das respostas científicas motivadas pelas numerosas aplicações e benefícios da TLALOC-Net, foi criado um livro branco para assentar as bases de eventuais solicitações de financiamento para NSF e CONACyT. Com uma implementação devidamente coordenada, a TLALOC-Net promete ser um marco no fomento da pesquisa em ciências naturais no México mediante o intercâmbio aberto de novos tipos de dados da rede e o trabalho colaborativo de uma nova geração de cientistas mexicanos e estadunidenses que utilizarão o sistema como sua principal ferramenta de pesquisa.

Também se produziu fortes vínculos entre cientistas estadunidenses e mexicanos, dado que ambos países compartilham muitos desafios e processos climáticos, atmosféricos, hidrológicos e sólidos da Terra que a TLALOC-Net pretende explicar, como comenta a Dra. Bertha Márquez, Coordenadora do projeto TLALOC-Net em Jalisco, Professora-Pesquisadora Titular do CEED na Universidade de Guadalajara e Coordenadora da comunidade de Ciências da Terra em CUDI.

"Para as ciências da terra, o TLALOC-Net melhora os estudos detalhados contínuos sobre o comportamento de um terremoto, a tectônica das zonas de subducção e a subsidência do terreno. A trincheira mesoamericana é um laboratório natural ideal para estudos geodésicos detalhados e o TLALOC-Net fornece limites adicionais no movimento das placas do Pacífico Norte e um grande número de observações sobre o ciclo de subducção sísmica”, explica a Dra. Márquez.

Instrumentação da Rede TLALOC-Net

"Cada uma das estações da TLALOC-Net é construída sobre afloramentos rochosos, caso contrário, um monumento reforçado e profundo é construído para assegurar a estabilidade da antena. A antena é do modelo Trimble Choke Ring - Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS, por sua sigla em inglês) e o receptor Trimble NetR9 do GNS, com bandas L1, L2 e L5. 40% das estações possui um sensor multitemporal Vaisala WXT520 - sensores meteorológicos.”

“O sensor meteorológico gera uma série de medições de observação superficiais da velocidade e direção do vento, pressão barométrica, temperatura do ar, umidade, bem como precipitação e vapor de água precipitável na coluna total que são colocados com Observações GPS / GNSS (5-30 minutos) para o registro e fluxo de dados em tempo real do BINEX.”

“A transmissão de dados para a maioria das estações da TLALOCNet é baseada em redes celulares que usam modems Sierra Wireless LS300, que são caros", explica a Dra. Márquez.

Como TLALOC-Net contribui para o monitoramento, prognóstico e pesquisa de tremores na América Latina e no México?

Como já foi mencionado em vários fóruns, os países latinoamericanos compartilham uma cultura e uma história similares, e da mesma forma, um contexto tectônico complicado. Ao longo da costa do Pacífico, do México ao Chile, se apresenta uma subducção por causa das placas de Rivera, Cocos e Nazca, com altas taxas de sismicidade, semelhante ao que ocorre na parte oriental da placa do Caribe, incluindo Porto Rico, Jamaica, Antilhas Menores, parte de Cuba, e vários países da América Central. Na parte da América do Sul temos a placa de mesmo nome que abarca esta parte do continente e a porção do Oceano Atlântico Sul.

Para as ciências da terra, TLALOC-Net melhora os estudos contínuos detalhados sobre o comportamento de um terremoto, a tectônica das zonas de subducção e a subsidência de um terreno. A zona de subducção mexicana Jalisco-Chiapas, como já mencionado, é ideal para estudos geodésicos detalhados sobre o ciclo sísmico de subducção, que inclui ruptura cosísmica, rebote postsísmico de falha e rebote viscoelástico, deslizamento episódico e deformação elástica intersimétrica. A TLALOC-Net proporciona margens adicionais no movimento de placas de Norteamérica-Pacífico (DeMets et al., 2014) em uma transição crítica de falhas transformantes oceânicas e continentais e também proporciona uma grande quantidade de observações sobre o ciclo sísmico de subducção.

Os tremores e deslizamentos episódicos, descobertos pela primeira vez há uma década em Cascadia (Rogers y Dragert, 2003; Dragert et al., 2004; Melbourne et al., 2005) e Japão (Obara, 2002; Obara et al., 2004) já estão sendo estudados com a infraestrutura geodésica recentemente renovada no México para melhorar a relação temporal e física com a gênese dos terremotos de pouca profundidade, que põem em perigo as populações que vivem próximas às principais zonas de subducção em todo o mundo.

É importante enfatizar ainda que nenhum método ou tecnologia atual permite saber quando ocorrerá um terremoto. Os terremotos não podem ser previstos e o México está localizado em um contexto tectônico no qual grandes terremotos podem ocorrer a qualquer momento.

“Estabelecer uma relação entre diferentes grupos de trabalho na América Latina e redes CGPS como TLALOC-Net contribui para o avanço do monitoramento de perigos a serem estudados, bem como dos processos geofísicos observáveis onde se aproveita para estabelecer uma coluna vertebral inicial das observações geofísicas, como plataformas de pesquisa multidisciplinar focadas em traduzir avanços científicos em benefícios sociais” explica a Dra. Márquez.

CUDI, a Rede Nacional de Pesquisa e Educação do México e o projeto TLALOC-Net

“Sendo a UDG um ponto de interconexão da dorsal de comunicação de CUDI e por abrigar o servidor do projeto TLALOC-Net, tecnologicamente nos encontramos no interior da infraestrutura universitária, servindo aos usuários de CUDI e ao público geral, que pode ter acesso à informação disponível no acervo de TLALOC-Net, em http://tlalocnet.udg.mx”, comentou.

É importante explicar que a CUDI é responsável por administrar, promover e desenvolver a Rede Nacional de Pesquisa e Educação (RNPE) do México e aumentar a sinergia entre seus membros. Este tipo de redes tem impacto no apoio a pesquisadores de instituições membro da corporação.

As redes acadêmicas são impulsionadoras da inovação, onde vários testes são desenvolvidos nacional e internacionalmente, resultando em novos serviços que facilitam soluções. Assim, as redes avançadas estimulam a inovação em áreas de pesquisa e educação.

O poder de uma RNIE vai além da tecnologia, se estendendo a todos os seus participantes, àqueles que se reúnem com seus colegas de tecnologia e pesquisadores para explorar ideias, compartilhar conhecimentos, aperfeiçoar práticas e desenvolver projetos para o bem comum", acrescenta a Dra. Márquez

A RNPE oferece informação de ultravelocidade, bem como serviços sob medida, dedicados às necessidades de pesquisa. Estudar um sistema complexo e dinâmico como a Terra nos leva a tratar de entender o funcionamento interno de nosso planeta, pelo menos no âmbito de nossa área de interesse. Vemos que é possível observá-lo diretamente, a partir de estudos com diversos tipos de sensores GPS e sismômetros, de acordo com a disciplina a desenvolver.

No caso de TLALOC-Net, a informação obtida por meio da tecnologia GPS proporciona um posicionamento preciso, milimétrico, que será assimilado em modelos numéricos como os de nível de acoplamento entre placas, de deformação vulcânica, a predição de eventos meteorológicos em curto prazo e a análise de sistemas convectivos, contribuindo com informação indispensável para o estudo, monitoramento e prognóstico de processos geológicos e atmosféricos severos.

CUDI, através dos membros do Comitê de Redes, está colaborando para obter conectividade nos locais onde as estações de monitoramento contínuo estão localizadas.

“Como parte das ações futuras e para dar continuidade ao projeto, a RNPE poderia colaborar com o UDG para negociar com o Governo do Estado de Jalisco a ampliação da rede TLALOCNet, lembrando que Jalisco está localizado em uma zona sísmica e deve antecipar possíveis riscos por fenômenos naturais, além de poder prestar outros serviços", conclui a doutora Bertha Márquez.