填补监测空白:科学家成功将海底光缆变成地震海啸传感器

  根据一项最新研究,未来可通过在全球范围内传输数据的海底光缆网络来追踪地震和海啸。在去年的一次测试中,谷歌的一根光缆通过检测沿电缆发送的光脉冲的畸变,成功地接收了附近的地震。这是研究人员过去几年一直在努力研究地震的一种新方法。

  相关论文今天发表在《Science》期刊上,该项目的第一作者、来自加利福尼亚理工学院地球物理学助理教授詹钟汶(Zhongwen Zhan,音译)表示:“我们能找到一种更便宜的用地球物理传感器覆盖海洋的方法吗?已经有了这种电信电缆基础设施。如果您可以将它们变成传感器,那就太好了-这就是我们现在正在做的事情”。

  这项新的研究提示,该方法可以将我们的遍布海洋的光纤网络转变为对地震和海啸进行连续实时监测的系统。监测海底地震活动对研究地壳及发现近海地震与海啸威胁是至关重要的。然而,在海底部署和维护用于地球物理研究的仪器难度颇大且费用不菲,因此,在浩渺的海洋中,水下地震监测站相对罕见。

  除了在全球范围内发送数据的主要工作之外,这些电缆有一天可能会在海啸肆虐时向岸上的人们发送预警。它们还可以使地震学家和地球物理学家更深入地了解水下发生的地震。

  目前用于检测地震的几乎所有传感器都在陆地上,因此这些电缆可能会填补科学家观察地震活动能力的巨大空白。这种新颖的方法甚至不需要在横穿海底的超过一百万公里的光纤电缆的现有网络上安装任何新设备。

  新方法利用了已经设计好的电缆功能。当电缆一端的发送器发出发送数据的光信号时,光波将沿特定方向定向。如果发生地震,地震可能会摇晃,弯曲或扭曲电缆,从而改变了光波的方向。在电缆的另一端,Google注意到失真并进行了纠正。

  由于光偏振对温度变化敏感,因此海底的热稳定性使作者能够监测常规的光通信流量,并将观察到的变化归因于电缆中的与地震和压力有关的应力。Zhan等人在连续9个月的观察期中记录了约30次海洋风暴涌浪事件和约20次中等规模至大规模的地震,其中包括2020年6月在墨西哥瓦哈卡附近的7.4级的地震事件。

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