Оптоволокно поможет фиксировать землетрясения

Ученые из США рассчитывают использовать подводные ВОЛС для изучения морских землетрясений и геологических структур. Подводный кабель может стать хорошим «датчиком» земной активности. Группа исследователей из Калифорнийского университета, Беркли, Национальной лаборатории Лоуренса Беркли (Berkeley Lab), Научно-исследовательского института Аквариума Монтерей-Бей (MBARI) и Университета Райса провела эксперимент, в ходе которого 20 км подводного оптоволокна превратили в эквивалент 10 тыс. сейсмических станций. Во время четырехдневного исследования в заливе Монтерей, ученые зафиксировали землетрясение силой 3,5 балла и сейсмическое рассеяние в зонах подводных разломов.

Для фиксации подземных толчков исследователи разработали метод распределенного акустического зондирования (Distributed Acoustic Sensing). При этом используется фотонное устройство, которое посылает короткие импульсы света по оптоволокну и регистрирует обратное рассеяние, создаваемое деформацией кабеля вследствие его растяжения на дне. Система способна измерять обратное рассеяние через каждые 2 метра, превращая 20-километровый кабель в 10 тыс. отдельных датчиков движения. 

«Прелесть волоконно-оптической сейсмологии в том, что вы можете использовать существующие телекоммуникационные кабели без необходимости производить 10 000 сейсмометров. Вы просто выходите на место и подключаете прибор к концу волокна».

Ранее этот метод фотонной сейсмологии был опробован на наземном 22-километровом кабеле возле Сакраменто. Исследователи смогли отследить сейсмическую активность и шум окружающей среды, получая подземные изображения с более высоким разрешением, чем это было бы возможно с традиционной сетью сейсмодатчиков. Позже технологию проверили на 20-километроом участке подводного кабеля системы MARS (оптоволокно ведет к подводной сейсмической обсерватории Monterey Accelerated Research System) в заливе Монтерей. Во время подводных испытаний ученые смогли зафиксировать землетрясение, произошедшее в 45 километрах внутри страны около Гилроя (штат Калифорния), определили параметры нескольких подводных разломов, обнаружили стационарные океанские и штормовые волны. 

По словам исследователей, конечная цель их работы состоит в использовании плотных волоконно-оптических сетей по всему миру для мониторинга земной активности. Таким образом можно задействовать более 10 млн км оптоволокна для исследовательских целей и для предсказания стихийных бедствий.