Волоконно-оптические кабели могут служить системой раннего предупреждения о геоопасностях
Обычные волоконно-оптические кабели, используемые для интернета, могут стать полезным инструментом для обнаружения геоопасностей, таких как карстовые воронки. К такому выводу пришли исследователи из Университета Пенсильвании, использовав существующие телекоммуникационные кабели, зарытые на небольшой глубине под кампусом.
Ученые применили технологию распределенного акустического зондирования (DAS), подключив разработанный ими DAS-интеррогатор к кабелю длиной около 4 миль. Устройство посылает луч света по кабелю, улавливая акустические сигналы. С помощью специальных алгоритмов исследователи научились выделять из общего шума (от машин, студентов, стройки) звуковые волны, коррелирующие с плотностью горных пород на глубине до сотен футов. Этот метод, описанный в Journal of Geophysical Research: Solid Earth, создает подробную сеть данных о скорости поверхностных волн, в отличие от традиционных точечных измерений дорогостоящими геофонами.
Технология доказала свою эффективность, когда исследователи выявили под кампусом зону низкой плотности — потенциальную подземную полость, способную превратиться в воронку. Это ожидаемо для карстового геологического строения Пенсильвании, где кислые воды растворяют известняк и доломит. Проверка показала, что непосредственной угрозы строениям нет. По словам ведущего автора работы Тьюаня Чжу, сила этого подхода в том, что он превращает бесплатный «шум» повседневной жизни в инструмент мониторинга, используя уже проложенную инфраструктуру.
«Исследование особенно важно, потому что оно превращает повседневный шум от транспорта — нечто совершенно бесплатное — в инструмент для обнаружения геоопасностей. Используя существующие волоконно-оптические кабели в качестве датчиков, мы можем обеспечить доступный и масштабируемый способ оценки рисков», — отметил Тьюань Чжу. Эта работа является частью проекта FORESEE, который также демонстрировал возможности технологии в прогнозировании погоды и даже отслеживании счета на футбольном матче.