Хитра техника превръща подводни кабели в сензори за трусове

Оптичните влакна, положени по дъната на океаните, могат да се окажат важна сеизмологична мрежа
(снимка на Chaitawat Pawapoowadon от Pixabay)

Като част от проект, който може значително да ускори откриването на смъртоносни цунами, сеизмолози и оптици от Caltech и Google са измислили метод, който превръща работещите подводни комуникационни кабели в детектори за земетресения, без да се използва специално оборудване за целта.

Земетресенията и вълните-цунами са едни от най-разрушителните събития, пред които е изправено човечеството. Но те са и непредсказуеми. Разместванията на земната кора, подводните свлачища – всички те причиняват смърт и разрушения в ужасяващи мащаби в цял свят.

Учените от години работят върху сложни и всеобхватни системи за откриване и ранно предупреждение за трусове и цунами. Особено атрактивен вариант би бил да се намери начин да се превърне огромната мрежа от подводни комуникационни кабели на Земята в гигантска сеизмологична мрежа.

Идеята за използване на подводните кабели за целта не е нова, но повечето техники изискват инсталиране на специално оборудване, а кабелите в повечето случаи трябва да са „неработещи“. Методът на Caltech и Google разчита на фиброоптичните кабели, които телекомуникационните компании поставят по дъната на моретата и океаните, без да се изисква допълнително оборудване.

Като част от нормалната работа на оптичните кабели лазерните импулси, използвани за предаване на множеството данни, се поляризират, обясняват изследователите. Тъй като тези импулси достигат до края на влакното, те рутинно се наблюдават.

Ако оборудването работи правилно и кабелът е „необезпокояван“, лазерните импулси остават правилно поляризирани. Ако обаче има неизправност или кабелът бъде „обезпокоен“, тогава поляризацията се променя. Това означава, че сеизмичните събития могат да се наблюдават по кабел под напрежение със стандартно оборудване.

Работейки с кабела „Кюри“, който минава по западното крайбрежие на Северна и Южна Америка от Лос Анджелис до Валпараисо, екипът е успял да анализира поляризацията на импулсите по кабела до 20 пъти в секунда. През повечето време той е бил нормален. При трусове обаче е отчетена „голяма внезапна промяна в поляризацията“.

Учените се досетили, че биха могли да идентифицират източника. В продължение на девет месеца те са открили 20 умерени до големи земетресения по протежение на кабела, като най-голямото от тях е било с магнитуд 7,7 край бреговете на Ямайка.

Следващата стъпка в развитието на метода ще бъде разработването на алгоритъм за машинно самообучение, който да позволява автоматичното наблюдение на кабелите и игнориране на всякакви смущения, причинени от движенията на кораби или подводни животни. Изследването бе публикувано в Science.