Волоконно-оптические кабели можно использовать для обнаружения землетрясений и других движений грунта. Кабели передачи данных также могут улавливать сейсмические сигналы от ударов молота, проезжающих автомобилей или волн в океане. Это результат исследования, опубликованного в журнале Nature Communications 3 июля 2018 года. Основными авторами являются Филипп Жуссе и Томас Райнш из Немецкого исследовательского центра геонаук GFZ. Они провели расследование вместе с коллегами из Исландии, Великобритания, Берлина, Германия, и Потсдама, Германия.
Ученые отправили импульсы лазерного света через оптическое волокно, которое было частью 15-километрового кабеля, проложенного в 1994 году, в телекоммуникационной сети на полуострове Рейкьянес, остров ЮЗ, пересекая известную зону геологического разлома в разлом между Евразийской и Американской тектоническими плитами. Световой сигнал анализировался и сравнивался с наборами данных плотной сети сейсмографов. Результаты поразили даже экспертов: «Наши измерения выявили структурные особенности под землей с беспрецедентным разрешением и дали сигналы, равные точкам данных через каждые четыре метра», - говорит Филипп Жуссе из GFZ. Он добавляет: «Это плотнее любой сейсмологической сети в мире». После представления предварительных идей на нескольких конференциях с 2016 года Филиппу сказали, что новый метод «изменит правила игры в сейсмологии». Хотя этот метод не нов в других приложениях (он используется в течение многих лет в скважинах для мониторинга резервуаров), команда первой в мире провела такие измерения на поверхности земли для сейсмологических целей и с таким длинным кабелем.
Их текущее исследование не только показывает хорошо известные разломы и вулканические дайки. Ученые также обнаружили неизвестный ранее разлом под поверхностью земли. Кроме того, команда измерила подповерхностную деформацию, происходящую в течение нескольких минут. Небольшие локальные землетрясения, волны, возникающие в результате сильных отдаленных землетрясений, и микросейсмы дна океана также регистрировались по оптоволоконному кабелю. «Нам нужна только одна прядь современной оптоволоконной линии, - говорит Шарлотта Кравчик, директор геофизического отдела GFZ.
Преимущества нового метода огромны, поскольку существует бесчисленное множество волоконно-оптических кабелей, охватывающих земной шар плотной телекоммуникационной сетью. Особенно под мегаполисами с высокой сейсмической опасностью, такими как Сан-Франциско, Мехико, Токио или Стамбул и многими другими, такие кабели могли бы стать экономичным и широко распространенным дополнением к существующим сейсмологическим измерительным устройствам.
В будущем планируется изучить возможность использования глубоководных кабелей для сейсмических измерений. Ученые настроены оптимистично. Они думают, что кабели на морском дне будут обнаруживать подводные землетрясения, движения тектонических плит, а также изменения давления воды. Таким образом, новый метод поможет не только океанологам, но и сейсмологам.