Podmorski kabel przekształcony w olbrzymi detektor trzęsień ziemi. To przełom
Na dnie oceanów znajduje się stosunkowo niewiele stacji monitoringu aktywności sejsmicznej, a naukowcy od lat szukają sposobu, by zagęścić stacje nasłuchowe. Pozwoliłyby one jeszcze szybciej wykryć pierwsze wstrząsy wywołujące tsunami. Jednym w pomysłów było wykorzystanie podmorskich kabli telekomunikacyjnych opartych na światłowodach, których jest pod dostatkiem. Pierwszy taki projekt właśnie się udał. 4400-kilometrowy kabel stał się olbrzymim detektorem trzęsień ziemi.
Spis treści:
- Niedobór sejsmografów. Jeden podmorski kabel zastąpi ich 44 tysiące
- Zrewolucjonizowali światłowody. "Nie musisz wydawać milionów dolarów"
Niedobór sejsmografów. Jeden podmorski kabel zastąpi ich 44 tysiące
Niedobór stacji monitorowania aktywności sejsmicznej na dnie oceanów sprawia, że sejsmolodzy nie są w stanie wykrywać pierwszych wstrząsów tak szybko, jak byłoby to możliwe, gdyby owe sejsmografy były usiane gęściej. Naukowcy wpadli na pomysł, by wykorzystać w tym celu podmorskie kable telekomunikacyjne oparte na światłowodach, przez które płyną dane internetowe. Poprzez obserwację zmian w świetle przechodzącym przez ich włókna można wykrywać już nawet delikatne wstrząsy. Jak podaje "Science", naukowcy z Nokia Bell Labs opanowali tę technikę do perfekcji i uruchomili pierwszą taką instalację.
Naukowcy wykorzystali do tego kabel podmorski o długości 4400 km, łączący Hawaje z Kalifornią. Ta istniejąca już wcześniej infrastruktura jest odpowiednikiem 44 tys. stacji sejsmicznych rozlokowanych co 100 metrów. Badacze zaprezentowali swój projekt 15 grudnia na dorocznym spotkaniu American Geophysical Union. Abstrakt prelekcji jest dostępny online.
Badacze zwrócili uwagę, że globalna sieć telekomunikacyjna ma już około 1,5 mln podmorskich światłowodów, co umożliwia ich wykorzystanie w obszarach do tej pory niemonitorowanych pod kątem aktywności sejsmicznej. Nie obyło się jednak bez trudności. Technologia rozproszonego wykrywania akustycznego (ang. distributed acoustic sensing - DAS) wymagała rzadkich i kosztownych ciemnych (nieużywanych) włókien oraz uniemożliwiała wykrywanie sygnałów poza pierwszym segmentem przybrzeżnym. Inżynierom udało się je pokonać.
Zrewolucjonizowali światłowody. "Nie musisz wydawać milionów dolarów"
Inżynierowie z Nokia Bell Labs dokonali przełomowych modyfikacji w systemie DAS. Ich projekt oparty jest na reflektometrii i osiąga rozdzielczość przestrzenną rzędu 50 m w odległości ponad 1000 km od brzegu oraz na głębokości powyżej 1000 m. "To umożliwia detekcję i analizę fal telesejsmicznych i sygnałów środowiskowych w wysokiej rozdzielczości w głębokim oceanie. Ten proponowany system wykrywania jest w pełni zgodny z istniejącym ruchem telekomunikacyjnym, co umożliwia jego wdrożenie na dużą skalę bez potrzeby stosowania ciemnych włókien" - wyjaśniają autorzy wystąpienia.
Rozwiązanie zostało gorąco przyjęte na konferencji Amerykańskiej Unii Geofizycznej, a przez czasopismo "Science" - uznane za przełom. Pełni entuzjazmu są także jego wynalazcy. "To instrument, na który wszyscy czekaliśmy" - skomentowała dr Vala Hjörleifsdóttir, geofizyczka z Uniwersytetu w Reykjavíku, która współpracowała z Nokia Bell Labs nad wczesnymi danymi.
"Piękno tej technologii polega na tym, że można ją uruchomić na starszych kablach" - dodaje Martin Karrenbach, współautor tej technologii, geonaukowiec z Seismics Unusual i współtwórca ulepszeń technologii DAS. "Nie musisz wydawać milionów dolarów".
Źródła:
- Paul Voosen, Seafloor telecom cable transformed into giant earthquake detector, Science (2025). doi: 10.1126/science.zpb4lnw
- Mikael Mazur, Nicolas Fontaine, Martin Horst Karrenbach et al., S13A-02 Overcoming the Repeater-Induced Reach Limitation: High-Resolution Continuous DAS on Active Trans-Oceanic Cables (Invited), AGU25 (2025).
