Чувствительный волоконно-оптический гироскоп регистрирует вращательные движения грунта у активного вулкана

Исследователи создали прототип волоконно-оптического гироскопа для высокоточного мониторинга в реальном времени вращений грунта, вызванных землетрясениями в активной вулканической зоне Кампи-Флегрей в Неаполе, Италия. Более глубокое понимание сейсмической активности в этом густонаселенном районе может улучшить оценку рисков и, возможно, привести к созданию усовершенствованных систем раннего предупреждения.

В журнале Applied Optics ученые сообщают о предварительных данных наблюдений с ротационного датчика на основе 2-километрового волоконно-оптического гироскопа. Датчик успешно работал, непрерывно записывая данные в течение пяти месяцев, и смог зафиксировать как шум, так и вращения грунта от небольших и средних локальных землетрясений.

«Когда происходит сейсмическая активность, поверхность Земли испытывает как линейные, так и вращательные движения, — пояснил руководитель исследовательской группы Саверио Авино из Института оптики Национального исследовательского совета Италии (CNR-INO). — Хотя вращения, как правило, очень малы и обычно не отслеживаются, возможность их регистрации даст более полное понимание внутренней динамики Земли и сейсмических источников».

Метрополия Неаполь с населением около 3 миллионов человек имеет три активных вулкана. Вся территория покрыта сетью мультипараметрических датчиков, обеспечивающих мониторинг в реальном времени различных физических и химических параметров для изучения сейсмической и вулканической активности.

«Измерение вращений грунта добавит ещё один элемент в эту сложную мозаику датчиков, — отметил член исследовательской группы Данило Галлуццо из Национального института геофизики и вулканологии Италии (INGV). — Эта дополнительная информация также поможет в комплексном понимании сигналов вулканических землетрясений, что крайне важно для обнаружения любых изменений в динамике вулканов».

Прототип гироскопа, основанный на эффекте Саньяка, в настоящее время может измерять только одну из трёх направленных компонент вращательного движения. Однако, как отметил Луиджи Сантамария Амато из Итальянского космического агентства (ASI), объединение трёх таких гироскопов, ориентированных на разные оси вращения, позволит захватить все три компоненты. После улучшения разрешения и стабильности одноосевой системы исследователи планируют развернуть трёхосевой гироскоп и в конечном итоге создать постоянную обсерваторию для мониторинга вращений грунта в районе Кампи-Флегрей.