Naukowcy chcą użyć podmorskich światłowodów do wykrywania trzęsień ziemi

Projekt zakłada wykorzystanie istniejących już podmorskich światłowodów do wykrywania zdarzeń sejsmicznych. Twórcami pomysłu są naukowcy z National Physical Laboratory, University of Edinburgh, Instituto Nazionale di Ricerca Metrologica. Do badań został włączony także Google.

Zespół badawczy przyjrzał się możliwościom wykorzystania rozproszonego wykrywania aktywności sejsmicznej. Impulsy są przesyłane przez światłowody, a specjalne czujniki "nasłuchują" tych, które odbiją się z powodu wstrząsów.

Pierwsze próby były wykonane 3 lata temu, kiedy to naukowcy wykorzystali kable na dnie oceanicznym w Monterey Bay w Kalifornii. Wówczas inżynierowie przekształcili 20 kilometrowy odcinek podmorskiego światłowodu w odpowiednik 10 000 stacji sejsmicznych. Podczas badań został zarejestrowany wstrząs o magnitudzie 3,5 oraz rozproszenie sejsmiczne z podwodnych stref uskoków.

Inny zespół z Caltech współpracujący z Google zademonstrował wcześniej zastosowanie polaryzacji w podmorskich kablach telekomunikacyjnych. Badania zostały rozszerzone o wykorzystanie funkcji repeaterów. Służą one do wysyłania sygnałów na duże odległości i nasłuchiwaniu sygnału, dodatkowo go wzmacniając i przekazując dalej.

W nowych analizach naukowcy wykorzystali repeatery do przetestowania istniejących już podwodnych światłowodów. Wysłali oni sygnał przez kabel łączący Wielką Brytanię i Kanadę. Następnie zbadali sygnały wysyłane z powrotem przez czujniki.

Odkryli oni aktywność sejsmiczną zachodzącą na dnie Atlantyku oraz byli w stanie zlokalizować ją w punktach między czujnikami. Naukowcy zarejestrowali nawet niewielkie trzęsienia ziemi po drugiej stronie świata, w Peru oraz w Indonezji. Powstały "sejsmograf światłowodowy" jest tak czuły, że wykrywał również "hałas" z poruszających się prądów oceanicznych.

Naukowcy podkreślają, że badania sejsmiczne dostarczają dane w czasie rzeczywistym. Mogłoby to być niezwykle przydatne m.in. przy alertach dotyczących tsunami, które powstają wskutek podwodnych trzęsień ziemi.

Łączna długość wszystkich podwodnych światłowodów na świecie wynosi około 750 000 mil, czyli aż 1 207 008 kilometrów. Zatem jeśli w przyszłości moglibyśmy użyć całej dostępnej sieci do badań zdarzeń sejsmicznych, to potencjalnie moglibyśmy odkryć wszystkie tajemnice wnętrza Ziemi.

Krótko mówiąc, są to kable, w których do przesyłania danych wykorzystuje się modulowaną falę świetlną, zamiast prądu elektrycznego. Źródłem takiego światła może być laser półprzewodnikowy lub dioda elektroluminescencyjna. Są one w zasadzie odporne na zewnętrzne zakłócenia elektromagnetyczne.

Światłowody mogą być wykonane ze szkła, plastiku lub z półprzedowników (najczęściej jest to arsenek galu).