Afbeelding: Elbpresse (Wikimedia Commons)
Wetenschappers hopen in dienst te netwerken van de “donkere vezels,” ongebruikte glasvezelkabels, om het gevoel van geluidsgolven verplaatsen underground—de signalen van aardbevingen.
Enkele miljoenen kilometers glasvezelkabel lag ongebruikt onder de grond. Onderzoekers van het Lawrence Berkeley National Lab en de Universiteit van Californië, Berkeley getest met een nieuwe techniek die hogere resolutie metingen van de beweging in de aardkorst dan de huidige seismische detector netwerken.
“Meestal wanneer u seismologie, heb je een klein aantal van de sensoren detecteren aardbevingen met,” studie auteur Jonathan Ajo-Frankin van het Lawrence Berkeley National Lab vertelde Gizmodo. “Met deze methode, kunt u elke paar meter een aparte sensor.”
Het meten van trillingen door middel van het oppervlak van de Aarde is een vlekkerige zich inspannen—een aantal actieve seismische plaatsen hebben veel sensoren, terwijl het plaatsen ver van tektonische platen kunnen er slechts een paar. Dit kan het moeilijk maken om te meten seismische activiteit in gebieden met fracking-geïnduceerde aardbevingen, bijvoorbeeld.
Andere teams van wetenschappers hebben recent ontwikkelde “verdeeld akoestische sensoren, waarbij gebruik wordt gemaakt van laser pulsen in het detecteren van kleine trillingen langs de vezel. Onderzoekers eenheden genoemd ondervragers langs de vezels, die worden verzonden en het detecteren van korte infrarode laser pulsen. Kleine stammen op de vezel veroorzaakt door seismische activiteit leiden tot een aantal van de laser licht reflecteren en teruggestuurd naar de sensor. Het verzenden van snelle pulsen kunnen de wetenschappers om te bepalen van veranderingen in de verstrooiing van licht in de tijd, en het kennen van de snelheid van het licht laat hen bepalen waar de seismische activiteit heeft plaatsgevonden.
Hier hebben de onderzoekers geprobeerd de verdeelde akoestische detectie techniek in de echte wereld. Ze aangesloten hun ondervragers in de vezel lijn langs het Department of Energy ‘ s Dark Fiber Testbed, 13.000 mijl van telecommunicatie-fiber in het westen van de Verenigde Staten die wordt gebruikt voor het testen van nieuwe communicatie-apparatuur. De onderzoekers keken specifiek naar een 27-kilometer (17 km) segment in de buurt van West Sacramento, Californië, en nam de gegevens van 28 juli 2017 tot en met 18 januari 2018.
Het team was in staat om informatie te halen over de snelheid van de golven reizen door het oppervlak van de Aarde—ze hebben zelfs gemeten van de verwoestende aardbeving die plaatsvond in Mexico tijdens de studie periode, volgens het artikel gepubliceerd in het tijdschrift Scientific Reports. Ze hoopten dat het gebruik van de methode voor het bepalen van de locatie van het grondwater, een van de doelstellingen van het papier, maar waren niet in staat om dit te doen, zei Ajo-Franklin. Maar ze waren in staat om te meten passeren van vrachtwagens en treinen.
“We waren in staat tot het bouwen van een trein dienstregeling omdat we het kunnen waarnemen in de optica van de vezel,” zei hij.
Deze experimentele techniek nog niet klaar is voor toepassing buiten het onderzoek nog; Ajo-Franklin gewezen tal van beperkingen. Een enkele sensing locatie langs de lijn is minder gevoelig dan een seismometer, en kan alleen het meten van de belasting van de vezels in één richting, maar hij wees erop dat sensing locaties zou meer dicht bij elkaar gelegen en veel talrijker is dan het huidige seismometers. Het produceert ook een ton van de data—128 terabytes in slechts drie maanden—en dat kan moeilijk zijn om te beheren, op te slaan en stofdicht door. Maar belangrijker nog, een experimentele eenheid werkt alleen samen 30 kilometer van de glasvezelkabel, die waarschijnlijk verbieden het gebruik van deze methode op de onderwater lijnen in de nabije toekomst, waar er misschien niet zo veel locaties aan te sluiten op de ondervrager. Hij hoopt dat recente en komende ontwikkelingen in de laser wetenschap zal het binnenkort mogelijk maken voor metingen over langere afstanden.
Het is een interessant onderzoek, dat is zeker, en een ingenieuze manier aan te wenden ongebruikte vezel lijnen. “Het is verbazingwekkend leuk,” zei Ajo-Franklin. “Je krijgt deze ongelooflijke noisescapes op een schaal die u gewoonlijk geen toegang hebben. Opeens heb je deze hele nieuwe wereld waar je dingen kunt zien met een paar meter resolutie over tientallen kilometers. Seismologen nooit te zien krijgen van deze gegevens, dus het is spannend.”
Deel Dit Verhaal