Rețeaua de cabluri submarine care transmit date în întreaga lume ar putea fi folosită într-o zi pentru a urmări cutremure și tsunami, potrivit noilor cercetări. În timpul unui test de anul trecut, unul dintre cablurile de fibră optică Google a reușit să preia cu succes cutremurele din apropiere prin detectarea distorsiunilor în impulsurile de lumină trimise de-a lungul cablului. Este o nouă abordare a unei idei la care cercetătorii au lucrat în ultimii ani.
„Putem găsi o modalitate mai puțin costisitoare de a acoperi oceanul cu senzori geofizici? Există deja această infrastructură de cablu de telecomunicații. Dacă le poți transforma în senzori, este minunat – și asta facem acum ”, spune Zhongwen Zhan, profesor asistent de geofizică la Institutul de Tehnologie din California și autor principal al cercetării publicate astăzi în jurnal. Ştiinţă.
Pe lângă principala lor sarcină de a trimite date în întreaga lume, aceste cabluri ar putea într-o bună zi să trimită avertismente timpurii oamenilor de pe țărm atunci când un tsunami se oprește. Ele ar putea, de asemenea, să ofere seismologilor și geofizicienilor o privire mai atentă la cutremurele care au loc sub apă. Întrucât aproape toți senzorii utilizați în prezent pentru detectarea cutremurelor sunt pe uscat, aceste cabluri ar putea umple goluri uriașe în capacitatea oamenilor de știință de a observa activitatea seismică. Abordarea nouă nu necesită nici măcar instalarea de echipamente noi pe rețeaua existentă de peste un milion de kilometri de cabluri de fibră optică care traversează fundul mării.
Noua abordare valorifică ceea ce cablurile sunt deja proiectate să facă. Când un emițător la un capăt al cablului trimite un semnal luminos care transmite date, undele luminoase sunt orientate într-o anumită direcție. Dacă un cutremur lovește, s-ar putea să tremure, să îndoaie sau să răsucească cablul – și asta schimbă orientarea undelor luminoase. La celălalt capăt al cablului, Google observă distorsiuni și le corectează. Acum, vrea să împărtășească datele sale, modificările la ceea ce se numește „starea de polarizare” a luminii, cu seismologi precum Zhan, astfel încât să poată studia cutremurele care au provocat distorsiunile.
Între decembrie 2019 și septembrie 2020, echipa de cercetare a lui Zhan a documentat aproximativ 20 de cutremure moderate până la mari folosind cablul Google, lung de 10.500 de kilometri, Curie, care merge de la Los Angeles, California la Valparaíso, Chile. Cablul a reușit, de asemenea, să ridice umflături în ocean cauzate de furtuni. Acest lucru sugerează că tehnica poate fi utilizată și pentru a detecta tsunami, pe care cutremurele le pot declanșa.
Abilitatea de a vedea tsunami în timp ce sunt încă departe de țărm ar putea salva vieți. Dincolo de a avea o vedere mai bună asupra oceanului decât numărul mic de senzori existenți special concepuți pentru a căuta tsunami, cablurile cu fibră optică pot trimite, de asemenea, avertismente la țărm mult mai repede – poate în câteva milisecunde, potrivit Google.
„Suntem umiliți și entuziasmați de posibilitatea de a colabora cu comunitățile de cercetare optică, submarină și seismică pentru a utiliza toată infrastructura noastră de cablu pentru beneficii sociale mai mari”, a scris Google într-un blog în iulie anul trecut, la scurt timp după ce compania a ajuns la Zhan va dezvolta în continuare noua abordare a detectării seismice pe fundul mării.
„Sperăm că această nouă abordare poate oferi cu adevărat oamenilor șanse mai mari de a prinde acele evenimente din timp, astfel încât oamenii să aibă mai mult timp să reacționeze”, spune Zhan.
În 2018, au fost publicate cercetări similare care au arătat că cablurile de pe fundul mării au potențialul de a detecta cutremure și tsunami – dar această abordare a venit cu unele limitări. Cablurile trebuiau echipate cu echipamente specializate pentru a trage laserele pe cablu. În comparație, această nouă abordare economisește bani, deoarece nu necesită nicio infrastructură nouă. Au existat, de asemenea, îngrijorări că adăugarea de echipamente la cabluri ar putea deschide ușa încălcărilor de securitate, permițând actorilor răi să acceseze datele trimise prin rețea. Zhan spune că nu este o problemă cu noua abordare; oamenii de știință nu pot vedea informații despre conținutul transmis atunci când studiază polarizarea luminii.
„Este un mod perfect sigur de a utiliza infrastructurile preexistente pentru a face ceva care este bun pentru societate și știință”, spune Zhan.
