新技术将水下电缆变成地震探测器
作为一个可以大大加快检测致命海啸项目的一部分,加州理工学院的地震学家和谷歌光学专家想出了一种方法,将运行中的海底通信电缆变成地震探测器,而不需要使用特殊设备。这项研究发表在《科学》杂志上。
地震和海啸是人类面临的最具破坏性的事件,它们也是不可预测的。
因此,科学家和工程师们正在研究更复杂、更全面的探测和预警系统。一个特别有吸引力的选择是找到一种方法,将地球上庞大的海底通信电缆网络变成一个巨大的地震网络。
尽管我们生活在一个高度互联的世界中,很多人认为都是无线网络和卫星互联网,但99%的海外数据传输都是通过海底电缆进行的。
相比之下,由美国国家海洋和大气管理局国家数据浮标中心运营的陆地地震仪和海洋地震网络(如“深海海啸评估和报告系统”(DART)系统)只能提供对地震、海啸等海洋地震事件进行不完全的远程覆盖。
最大的问题是,冲击波只能以音速移动,这意味着在海啸威胁海岸线时,几乎没有预警。如果海底电缆能够探测到这种事件,它们将更接近源头,警告将更加及时。
使用海底电缆的想法并不新鲜,但大多数技术都需要安装特殊设备,使用无法使用的电缆,或者两者兼而有之。加州理工学院/谷歌的方法依赖于电信公司自20世纪80年代以来铺设的光纤电缆。
作为其正常工作的一部分,用于传输多通道数据的激光脉冲是偏振的。当这些脉冲到达另一端时,它们会被例行监测。如果设备工作正常,电缆不受干扰,激光脉冲将保持正确的极化。如果出现故障或电缆受到干扰,极化就会改变。这意味着,可以用标准设备在电缆上监测地震事件。
通过与从洛杉矶到瓦尔帕莱索的沿北美和南美西海岸的居里电缆合作,该团队能够以每秒20次的速度分析电缆沿线脉冲极化。大多数时候,这种情况仍然是正常的,但如果发生了地震或大的海浪,这些都会导致极化发生巨大的、突然的变化,研究人员可以确定其来源。在9个月的时间里,他们在电缆沿线探测到了20次中到大地震,其中最大的一次是在牙买加沿海发生的7.7级地震。
下一步将开发一种机器学习算法,使电缆能够被自动监测,并忽略船舶或螃蟹移动电缆所造成的任何干扰。
这项新技术可以真正将大多数海底电缆转化为数千公里长的地球物理传感器,以检测地震和未来可能发生的海啸,这是首个可在全球范围内实施的监测海底地震活动的解决方案。它可以补充现有的地面地震仪和海啸监测浮标网络,在多数情况下使海底地震和海啸的探测速度大大加快。获取更多前沿科技 研究访问:https://byteclicks.com

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