Klęski żywiołowe takie jak trzęsienia ziemi, tsunami, czy powodzie zdarzają się współcześnie coraz częściej. Pozbawiają dachu nad głową, a często i życia wielu osób na całym świecie. A gdybyśmy potrafili je wcześniej przewidzieć i wypracować system ostrzegania?
W ramach zakończonego właśnie projektu COSTO, którego liderem byli naukowcy z Wydziału Geoinżynierii Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie, odnaleziono sporo dowodów na to, że przewidywanie klęsk żywiołowych będzie możliwe. Trzeba tylko bacznie monitorować jonosferę.

Badacze od dawna wiedzieli, że jonosfera reaguje na różne zjawiska: trzęsienia ziemi, tsunami, wybuchy wulkanów czy wybuchy nuklearne. Wywołują one konkretne zmiany w polu elektromagnetycznym jonosfery, czyli zjonizowanej warstwie atmosfery występującej powyżej 50–60 km nad powierzchnią Ziemi. Charakterystyczne kręgi w jonosferze widoczne były np. podczas trzęsienia ziemi i tsunami w Japonii w 2011 r. czy trzęsienia ziemi w 2015 r. w Illapell w Chile.

Zakończony właśnie projekt COSTO (Contribution of Swarm data to the prompt detection of Tsunamis and Other natural hazards) zakładał dokładniejszą obserwację, charakteryzację i zrozumienie procesów interakcji między jonosferą, magnetosferą, niższą atmosferą, powierzchnią Ziemi i poziomem morza, z wykorzystaniem obserwacji pola elektrycznego przez satelity geomagnetycznej misji badawczej Swarm. Badania prowadzone przez konsorcjum w składzie: Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie (główny wykonawca), Narodowe Obserwatorium Ateńskie, Politechnika Monachijska oraz Politechnika Katalonii, dostarczyły nowych dowodów na to, że monitorowanie jonosfery i wyłapywanie tzw. „precursory signals” pozwala na przewidzenie zjawisk typu trzęsienie ziemi czy tsunami.

- Do tego, aby tego typu obserwacje móc w przyszłości wykorzystać, kluczowe jest istnienie gęstej sieci satelitarnych i naziemnych odbiorników GPS. Jonosferę najlepiej monitoruje się sygnałem z wielu stacji – podkreśla dr hab. inż. Wojciech Jarmołowski z Instytutu Geodezji i Budownictwa na Wydziale Geoinżynierii Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie, kierownik zespołu projektu COSTO. Jako przykład podaje Japonię, która posiada ok. 1200 odbiorników. – Słuszność kierunku i prowadzenia takich obserwacji potwierdza m.in. przykład trzęsienia Tohoku w 2011 r. w Japonii, gdzie dzięki zaobserwowanym sygnałom  udało się ewakuować wielu ludzi – mówi Jarmołowski i dodaje:
-Rozwijanie obserwacji jonosfery, przy jednoczesnej współpracy z sejsmologami, a także analiza całego procesu, prawdopodobnie - krok po kroku - poprowadzą nas do przewidywania tego typu zjawisk z dużą dokładnością. Zarówno liczba satelitów, jak i odbiorników naziemnych, stale się powiększa, a więc ciągle dochodzą nowe miejsca obserwacji.

Projekt COSTO był w szczególności skoncentrowany na wykrywaniu zaburzeń jonosferycznych wywołanych trzęsieniami ziemi i tsunami, obserwowanych w danych rejestrowanych przez satelity Swarm oraz inne satelity badawcze na niskich orbitach (GOCE, GRACE). Obecnie na recenzję czekają dwie publikacje z wynikami badań, które pozwolą przystąpić do kolejnych badań, zmierzających do stworzenia systemu przewidywania klęsk żywiołowych na całym świecie.

Rys. Zakłócenia pola elektrycznego w jonosferze wywołane falami grawitacyjnymi niespełna pół godziny po trzęsieniu Ziemi Chile-Illapel w 2015 roku.