Un articolo pubblicato il 9 febbraio su Earth, Planets and Space da ricercatori giapponesi di scienze della terra, ha analizzato il potenziale di una fitta rete GNSS (Global Navigation Satellite System), installata presso le stazioni base dei telefoni cellulari, per monitorare la deformazione crostale come indicatore di allarme precoce dell’attività sismica. I risultati hanno mostrato che i dati provenienti da una rete di telefonia cellulare possono competere con la precisione dei dati provenienti da una rete GNSS gestita dal governo, fornendo al contempo una copertura geografica più completa.

La deformazione crostale viene monitorata attorno ai confini delle placche, alle faglie attive e ai vulcani, per valutare l’accumulo di fenomeni che portano a eventi sismici significativi. Le reti GNSS sono state costruite in tutto il mondo in aree vulnerabili a vulcani e terremoti, come alle Hawaii, in California e in Giappone. I dati di queste reti possono essere analizzati in tempo reale per servire nei sistemi di previsione dello tsunami e di allerta precoce dei terremoti.

La rete GNSS giapponese (GEONET) è gestita dalla Geospatial Information Authority of Japan. Mentre GEONET è stato fondamentale nella ricerca sulle scienze della terra, il suo layout di 20-25 chilometri in media tra i siti limita il monitoraggio della deformazione crostale per alcune aree. Ad esempio, i terremoti di magnitudo 6-7 su faglie attive nell’entroterra del Giappone hanno lunghezze di faglia di 20-40 chilometri; la spaziatura del sito GEONET è leggermente insufficiente per misurarne la deformazione con precisione adeguata per l’utilizzo in modelli predittivi.

Tuttavia, gli operatori di telefonia cellulare giapponesi hanno costruito reti GNSS per migliorare le informazioni sulla posizione per scopi come la guida automatizzata. Il nuovo studio esamina il potenziale di una rete GNSS costruita dal vettore SoftBank Corporation per svolgere un ruolo nel monitoraggio della deformazione crostale. Con 3300 siti in Giappone, questa società privata supervisiona 2,5 volte il numero di siti del sistema governativo GEONET.

“Utilizzando queste reti di osservazione, miriamo a comprendere i fenomeni di deformazione crostale in una risoluzione più elevata e a cercare fenomeni sconosciuti che non sono stati trovati finora”, ha spiegato l’autore dello studio Yusaku Ohta, geoscienziato e assistente professore presso la Graduate School of Science, Tohoku University.

Lo studio ha utilizzato i dati grezzi forniti da SoftBank GNSS dalle stazioni base dei telefoni cellulari per valutare la sua qualità nel monitoraggio della deformazione crostale. Sono stati analizzati due set di dati, uno da un periodo sismicamente tranquillo di nove giorni nel settembre del 2020 nella prefettura giapponese di Miyagi, l’altro da un periodo di nove giorni che includeva un terremoto di magnitudo 7,3 al largo della costa di Fukushima il 13 febbraio 2021, nella prefettura di Fukushima.

Gli autori dello studio hanno scoperto che la fitta rete GNSS di SoftBank può monitorare la deformazione crostale con ragionevole precisione. “Abbiamo dimostrato che la deformazione crostale può essere monitorata con una risoluzione spaziale senza precedenti dalle reti di osservazione GNSS originali e molto dense di operatori di telefonia cellulare che vengono implementate per l’avanzamento dei servizi basati sulla posizione”, ha affermato lo scienziato della terra Mako Ohzono, professore associato presso l’Università di Hokkaido.

Guardando al futuro, prevedono che la combinazione dei siti SoftBank con i siti GEONET gestiti dal governo potrebbe produrre risultati di risoluzione spaziale migliori. Nell’area di studio della prefettura di Fukushima, la combinazione delle reti comporterebbe una densità media di siti GNSS di uno ogni 5,7 chilometri. “Indica che queste reti di osservazione GNSS del settore privato possono svolgere un ruolo complementare alle reti GNSS gestite da organizzazioni pubbliche”, ha affermato Ohta.

Lo studio ha spianato la strada per considerare la sinergia tra reti GNSS pubbliche e private come risorsa per il monitoraggio sismico in Giappone e altrove. “I risultati sono importanti per comprendere i fenomeni sismici e l’attività vulcanica, che possono contribuire alla prevenzione e alla mitigazione dei disastri”, ha osservato Ohzono.