Прогнозирование землетрясений и цунами с помощью волоконно-оптических сетей

Геофизики из ETH Zurich продемонстрировали, что каждая отдельная волна землетрясения магнитудой 3.9 регистрируется системой подавления шумов в волоконно-оптических сетях. Этот метод, опубликованный в Scientific Reports, может использоваться для создания густых сетей раннего предупреждения о землетрясениях и цунами с низкими затратами.

Ученые из Института геофизики ETH Zurich совместно со Швейцарским федеральным институтом метрологии (METAS) обнаружили, что данные активной системы фазового шумоподавления (PNC), уже используемой в оптической связи для повышения точности сигналов, можно применять для точных сейсмических измерений. Для этого нужно лишь сохранять и анализировать данные PNC, без необходимости в дополнительных устройствах.

Деформации земной поверхности от землетрясений, водных волн и другой активности вызывают микрометровые возмущения в оптических волокнах. Это приводит к изменению длины волокна и скорости света в нем, что слегка меняет частоту светового сигнала. Система PNC компенсирует эти помехи, и данные этой коррекции несут детальную информацию о вибрациях.

Используя PNC на волоконно-оптической линии между Базелем и Берном, исследователи смогли детально отследить каждую волну землетрясения магнитудой 3.9 в Эльзасе. Модель землетрясения, построенная на основе этих данных, крайне точно соответствовала измерениям Швейцарской сейсмологической службы.

«Это показывает, что данные PNC можно использовать для определения местоположения, глубины и магнитуды землетрясения с высокой точностью, — объясняет профессор геофизики Андреас Фихтнер. — Это особенно интересно для комплексных предупреждений о цунами или для измерений в менее развитых регионах мира».