Дослідники льоду в Антарктиді використовують оптичне волокно

Дослідники льоду в Антарктиді використовують оптичне волокно з метою відстеження кліматичних змін льоду (його переміщення і зовнішній вигляд) і мікросейсмічності — незначних коливань. Як повідомлялося, більше 30 поштовхів, магнітудою від 0,9 до 5,6 було зафіксовано в Антарктиці в 2020 році. Що послужило до вивчення сейсмічної ситуації за допомогою оптоволокна.

Вчені вивчають методи розподілених акустичних вимірювань (DAS), використовуючи внутрішні деформації, які з’являються в оптичних волокнах, які використовуються в якості сейсмічних датчиків. Команда дослідників розгорнула оптоволокно в лінійної і трикутної конфігурації на поверхні льоду Рутфорда.

Працюють прилади так: лазер відправляє імпульси в кабель, вимірюючи, так зване «відлуння» в кожному імпульсі при зіткненні з дефектами, що знаходяться всередині волокна. Землетрус створює коливання в волокні, змінюється розмір, частота та фаза лазерного випромінювання, що відбивається назад в датчик.

«Робота вчених також продемонструвала метод використання масиву волоконно-оптичних розподілених акустичних датчиків для набагато більш докладного дослідження механізмів виникнення мікросейсмічних землетрусів, ніж це можливо за допомогою традиційних геофонів», — коментують дослідники.

Проблема, з якою зіткнулися вчені — складності транспортування оптичного кабелю до місця вивчення. Довелося вдатися до поділу кабелю на частини і відправлення його відразу двома суднами: морським і повітряним. Також необхідно було прокласти кабель таким чином, щоб мінімізувати сигнал шум вітру і сигнал напруги генератора.

Це справжня інновація в дослідженнях льодових полів в Антарктиді. Використані в дослідженні розподілені акустичні датчики дозволили отримати точні дані, які були озвучені на Щорічній конференції Сейсмологічного суспільства Америки (Seismological Society of America) у 2021 році.