Brug af undersøiske kabler til at opdage jordskælv

Installation af seismiske sensorer på havbunden kan være en vanskelig og dyr opgave. Men hvad hvis seismisk aktivitet kunne overvåges ved at bruge noget, der allerede er dernede – allerede eksisterende undersøiske telekommunikationskabler? Delvist støttet af det EU-finansierede FINESSE-projekt, et internationalt team af geoforskere har brugt fiberoptiske kommunikationskabler i bunden af ​​Nordsøen som et kæmpe seismisk netværk. Holdet sporede både jordskælv og havbølger.

Deres forskning blev offentliggjort i tidsskriftet Naturkommunikation . "Vi har præsenteret og analyseret vores observationer af seismiske og havbølger på et havbunds DAS [distribueret akustisk sensing]-array ud for Belgien, demonstrerer, at DAS-arrays, der anvender eksisterende havbunds fiberoptiske installationer, kan tilbyde højværdi seismografiske og oceanografiske dataprodukter."

Citeret i en pressemeddelelse fra California Institute of Technology (Caltech), studiets hovedforfatter Ethan F. Williams siger:"Fiberoptiske kommunikationskabler bliver mere og mere almindelige på havbunden. I stedet for at placere en helt ny enhed, vi kan bruge noget af denne fiber og begynde at observere seismicitet med det samme."

DAS, teknikken brugt af forskerne, blev udviklet til energiudforskning, men blev genbrugt til seismologi. Den anvender en fotonisk enhed, der sender korte pulser af laserlys ned i det fiberoptiske kabel. Caltechs pressemeddelelse siger:"Små fejl i kablet afspejler små mængder af lyset, lader ufuldkommenhederne fungere som 'waypoints'. Mens en seismisk bølge støder fiberkablet, waypoints skifter minutiøst på stedet, at ændre rejsetiden for de reflekterede lysbølger og dermed give forskere mulighed for at spore bølgens progression." DAS-instrumentet, der blev brugt i denne undersøgelse, blev bygget og betjent af et team fra FINESSE-projektdeltageren University of Alcalá. "Seafloor DAS er en ny grænse for geofysik, der kan bringe ordrer af størrelsesorden flere ubåds seismiske data og en ny forståelse af den dybe Jordens indre og større fejl, " siger Zhongwen Zhan, adjunkt i geofysik og studiemedforfatter.

Omdannelse af vindmølleparker til et seismisk netværk
Anført af forskere fra Caltech, holdet brugte en 40 000 m sektion af fiberoptisk kabel, der forbinder en vindmøllepark i Nordsøen med kysten, ifølge samme nyhedsmeddelelse. "Med en omskifter, vi har en række af 4, 000 sensorer, der ville have kostet millioner at placere, "Siger Williams.

Williams tilføjer, at fibernetværket kunne detektere og registrere et jordskælv med en styrke på 8,2 nær Fiji i august 2018, som "beviser teknologiens evne til at udfylde nogle af de massive blinde vinkler i det globale seismiske netværk, " som nævnt i pressemeddelelsen.

FINESSE-projektet (Fibre Nervous Sensing Systems), der støttede undersøgelsen, løber indtil september 2020. Projektets hjemmeside siger:"Målet bag FINESSE … er at efterligne nervesystemet i levende kroppe ved at omdanne menneskeskabte og naturlige strukturer til objekter, der er følsomme over for eksterne stimuli på grund af avanceret distribueret fiberoptisk sensorteknologi, med det formål enten at give tidlig advarsel i tilfælde af mulig fare eller indtræden af ​​skade, eller at optimere driften af ​​strukturen for at muliggøre en bæredygtig udnyttelse af naturressourcer og aktiver. "