Волоконно-оптические интернет-кабели могут стать источником ценных данных о геологических явлениях

Исследователи из Университета штата Пенсильвания (Penn State) обнаружили, что существующая телекоммуникационная оптоволоконная инфраструктура под городами может быть использована для мониторинга опасных событий, таких как землетрясения и наводнения. Учёные применяют технологию распределённого акустического зондирования (DAS), чтобы превратить уже проложенные под землёй кабели в сеть датчиков для отслеживания вибраций грунта.

Эта технология решает ключевую проблему сейсмического мониторинга в городских условиях, где развёртывание традиционных датчиков (геофонов) затруднено из-за высокой стоимости, необходимости получения разрешений и защиты оборудования. DAS позволяет подключиться к неиспользуемым "тёмным" волокнам, значительно снижая затраты и время настройки. "Мы обнаружили, что волокна могут улавливать широкий спектр вибрационных сигналов — от гроз до шагов человека и музыкальных концертов", — отметил руководитель проекта Тиюань Чжу.

В рамках проекта FORESEE, первого развёртывания DAS на восточном побережье США, учёные получили доступ к "тёмным" волокнам под кампусом. Они преобразовали кабель в 2300 сейсмических датчиков и с апреля 2019 года непрерывно записывали данные о вибрациях грунта на протяжении 3 миль. Предварительные результаты показывают, что DAS способна различать сейсмические сигнатуры землетрясений и антропогенных источников (взрывы, транспорт, концерты). Однако технология имеет ограничение: она регистрирует вибрации только в горизонтальной плоскости, в отличие от трёхкомпонентных геофонов.

Помимо геологических применений, DAS может предоставлять данные для городского планирования и общественного здоровья, включая мониторинг трафика, обнаружение выстрелов и шумового загрязнения. Следующими шагами команды станет долгосрочный мониторинг мелких событий, таких как подземные движения, ведущие к образованию карстовых воронок, и изучение взаимодействия атмосферы и земной поверхности.