Волоконно-оптические кабели обнаруживают и характеризуют землетрясения
В Калифорнии тысячи миль подземных волоконно-оптических кабелей, обеспечивающих интернет, могут выполнять и неожиданную второстепенную функцию: они способны ощущать и измерять землетрясения. В новом исследовании Калифорнийского технологического института (Caltech) учёные сообщают об использовании участка такого кабеля для измерения тонких деталей землетрясения магнитудой 6, определив время и место четырёх отдельных асперностей — «застрявших» участков разлома, которые привели к разрыву.
Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, показало, что использование всего 100-километрового участка кабеля позволяет точно понять сложную механику конкретного землетрясения 2021 года. Это говорит о том, что доступ к большему числу кабелей может улучшить понимание физики землетрясений и, в конечном итоге, систем раннего предупреждения.
«Если мы сможем получить более широкое покрытие для измерения сейсмической активности, мы сможем революционизировать изучение землетрясений и обеспечить более заблаговременное предупреждение», — говорит профессор геофизики Чжунвэнь Чжань. — Хотя мы не можем предсказывать землетрясения, распределённое акустическое зондирование приведёт к лучшему пониманию деталей, лежащих в основе разрывов земной коры».
В Южной Калифорнии, площадь которой составляет около 56 500 квадратных миль, установлено около 500 сейсмометров стоимостью до 50 000 долларов каждый. Использование же волоконно-оптических кабелей по всему штату было бы эквивалентно его покрытию миллионами сейсмометров. В новом исследовании команда проанализировала световые сигналы в кабеле в Восточной Сьерра-Неваде во время землетрясения в долине Антелоп магнитудой 6 в 2021 году. Этот участок кабеля, действуя как 10 000 сейсмометров, обнаружил, что M6 состояло из последовательности четырёх более мелких разрывов — «под-событий», которые не могли быть обнаружены обычной сейсмической сетью.
«Использование волоконно-оптического кабеля в качестве серии сейсмометров раскрывает аспекты физики землетрясений, которые давно предполагались, но их было трудно визуализировать, — поясняет Чжань. — Наша технология подобна мощному телескопу для землетрясений».