Czy naukowcy zmienią podmorskie kable światłowodowe w sejsmografy?

2019.11.29
Autor: Maciej Biegajewski
Podziel się informacją:

Czy naukowcy zmienią podmorskie kable światłowodowe w sejsmografy?

Monitorowanie aktywności sejsmicznej na całym świecie to niezwykle ważne zadanie. Jest ono jednak bardzo wymagające i potrzebne jest do tego specjalne wyposażenia w miejscu. To szczególnie trudne na przykład na środku oceanu. Naukowcy jednak nie próżnują i nowe badania przeprowadzone przez Berkeley mogą zmienić dotychczasową sytuację.  Do tego celu mają posłużyć istniejące podmorskie kable światłowodowe. Specjaliści mają je zmienić w sieć sejsmografów, tworząc niespotykany globalny obraz ruchów tektonicznych Ziemi.

Sejsmolodzy uzyskują prawie wszystkie swoje dane z instrumentów na lądzie, co oznacza, że ​​większość naszej wiedzy na temat aktywności sejsmicznej jest ograniczona do jednej trzeciej powierzchni planety. Nie wiemy nawet, gdzie są wszystkie usterki, ponieważ nie przeprowadzono wyczerpujących badań ani długoterminowego monitorowania dna oceanu.

Istnieje ogromne zapotrzebowanie na sejsmologię dna morskiego – wyjaśnił główny autor badania Nathaniel Lindsey w komunikacie Berkeley. – Wszelkie oprzyrządowanie, które pozwoli na badanie oceanu, nawet jeśli jest to tylko pierwsze 50 kilometrów od brzegu, będzie bardzo przydatne.

Powodem, dla którego nie monitorujemy dna oceanu, jest fakt, że bardzo trudno jest tam umieścić, a w późniejszym czasie konserwować i uzyskać dostęp do precyzyjnych instrumentów wymaganych do długotrwałej pracy sejsmicznej pod wodą. Co jednak w przypadku, gdy istnieją już odpowiednie narzędzia, które tylko czekają, aż z nich skorzystamy? Taki jest pomysł Lindsey i jego współpracowników w odniesieniu do podwodnych kabli światłowodowych.

Kable te przenoszą dane na duże odległości, czasem jako część szkieletów Internetu, a czasem jako część prywatnych sieci. Ale jedną wspólną cechą jest to, że używają do tego światła – światła, które rozprasza się i zniekształca, gdy kabel przesunie się lub zmieni orientację.

Dzięki uważnemu monitorowaniu zjawiska „rozproszenia wstecznego” można dokładnie zobaczyć, gdzie wygina się kabel i do jakiego stopnia – czasami z dokładnością do kilku nanometrów. Oznacza to, że badacze mogą obserwować kabel, aby znaleźć źródło aktywności sejsmicznej z niezwykłą precyzją.

Technika ta nosi nazwę rozproszonego wykrywania akustycznego (Distributed Acoustic Sensing) i zasadniczo traktuje kabel tak, jakby był serią tysięcy pojedynczych czujników ruchu. 

To tak naprawdę badanie na pograniczu sejsmologii, kiedy po raz pierwszy ktoś użył morskich kabli światłowodowych do patrzenia na tego rodzaju sygnały oceanograficzne lub do obrazowania struktur uszkodzeń – powiedział Jonathan Ajo-Franklin z Berkeley National Lab.

Po podłączeniu kabla MBARI do systemu DAS zespół zebrał masę weryfikowalnych informacji: ruch z trzęsienia ziemi o wielkości 3,4 magnitudo w głąb lądu, mapy znanych, ale niezapisanych uskoków w zatoce oraz wzorce ruchu wody, które również wskazują na aktywność sejsmiczną.

Lindsey powiedziała, że ​​najlepsze jest to, że nie trzeba nawet podłączać urządzeń ani repeaterów na całej długości kabla. – Po prostu idziesz na miejsce i podłączasz instrument do końca światłowodu – powiedział.

Oczywiście większość głównych kabli podmorskich nie ma dużego odsłoniętego końca, z którym mogliby się połączyć losowi badacze. Sygnały używane przez technologię do pomiaru rozproszenia wstecznego mogą zakłócać działanie innych, choć oczywiście trwają prace nad jej przetestowaniem i zapobieganiem, jeśli to możliwe.

W przypadku powodzenia, większe, aktywne kable mogłyby zostać wprowadzone do użytku jako instrumenty badawcze i mogłyby pomóc w odkryciu nieznanych sejsmicznie obszarów.

źródło: TechCrunch