Un equipo internacional de geocientíficos liderado por Caltech ha utilizado cables de comunicaciones de fibra óptica estacionados en el fondo del Mar del Norte como una red sísmica gigante, rastreando terremotos y olas oceánicas.
El proyecto fue, en parte, una prueba de concepto. Los océanos cubren dos tercios de la superficie terrestre, pero colocar sismómetros permanentes bajo el mar es prohibitivamente costoso. El hecho de que la red de fibra pudiera detectar y registrar una magnitud-El terremoto de 8.2 cerca de Fiji en agosto de 2018 demuestra la capacidad de la tecnología para llenar algunos de los puntos ciegos masivos en la red sísmica global, dice el estudiante graduado de Caltech Ethan Williams MS '19. Williams es el autor principal de un estudio sobreproyecto publicado por Comunicaciones de la naturaleza el 18 de diciembre
"Los cables de comunicaciones de fibra óptica son cada vez más comunes en el fondo marino. En lugar de colocar un dispositivo completamente nuevo, podemos aprovechar parte de esta fibra y comenzar a observar la sismicidad de inmediato", dice Williams.
El proyecto se basa en una tecnología llamada distribución de detección acústica, o DAS. DAS fue desarrollado para la exploración de energía pero ha sido reutilizado para la sismología. Los sensores DAS disparan un rayo de luz a través de un cable de fibra óptica. Las pequeñas imperfecciones en el cable reflejan la minúscula posteriorcantidades de luz, lo que permite que las imperfecciones actúen como "puntos de referencia". A medida que una onda sísmica empuja el cable de fibra, los puntos de referencia cambian de lugar minuciosamente, cambiando el tiempo de viaje de las ondas de luz reflejadas y permitiendo así a los científicos seguir la progresión de laEl instrumento DAS utilizado en este estudio fue construido y operado por un equipo de la Universidad de Alcalá en España, dirigido por el coautor del estudio, Miguel González-Herraez.
Recientemente, Zhongwen Zhan de Caltech MS '08, PhD '13 comenzó a desplegar DAS para sismología. Por ejemplo, él y sus colegas rastrearon réplicas de la secuencia del terremoto de Ridgecrest en California utilizando fibra que se extiende a lo largo de la autopista 395 del estado y también han aprovechadola red de fibra de la Ciudad de Pasadena para crear una red de detección de terremotos en toda la ciudad.
"El DAS del fondo marino es una nueva frontera de la geofísica que puede traer órdenes de magnitud más datos sísmicos submarinos y una nueva comprensión del interior de la Tierra profunda y las principales fallas", dice Zhan, profesor asistente de geofísica y coautor del estudio.
Para el proyecto del Mar del Norte, Williams, Zhan y sus colegas emplearon una sección de 40,000 metros de cable de fibra óptica que conecta un parque eólico del Mar del Norte con la costa. Hay millones de pequeñas imperfecciones en el cable, por lo que promediaronlas imperfecciones en cada segmento de 10 metros, creando una matriz de más de 4,000 sensores virtuales.
"Con solo presionar un interruptor, tenemos una matriz de 4,000 sensores que costaría millones colocarlos", dice Williams.
Debido al fino grado de sensibilidad de la red, la matriz del Mar del Norte pudo rastrear pequeños ruidos sísmicos no relacionados con terremotos o "microsismos" y encontró evidencia que respalda una teoría de larga data de que los microsismos resultan de las olas oceánicas.
En 1950, el matemático y oceanógrafo Michael Selwyn Longuet-Higgins teorizó que la interacción compleja de las olas oceánicas podría ejercer una presión de rodadura suficiente en el fondo del mar para generar las llamadas ondas Scholte, un tipo de onda sísmica que ocurre en elinterfaz de un líquido y un sólido. Al rastrear las olas oceánicas y los microsismos correspondientes, la matriz del Mar del Norte reveló que los microsismos podrían ser el resultado de las interacciones océano-onda.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de California . Original escrito por Robert Perkins. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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