Các nhà khoa học phát hiện động đất bằng cáp quang dưới biển

Các nhà khoa học đã tìm ra cách khai thác các dây cáp này để phát hiện Động đất trên đất liền, nhưng làm như vậy có xu hướng yêu cầu sử dụng cáp “Sợi tối” dự phòng và hoặc bộ dụng cụ đặc biệt, có thể đắt tiền và không đặc biệt khả thi cho các liên kết dưới biển hiện có. Tương tự, chi phí cao do lắp đặt máy đo địa chấn động đất dưới đáy biển có nghĩa là cần phải lấp đầy một khoảng trống cỡ đại dương trong việc giám sát.

Đủ để nói rằng các nhà khoa học đã cố gắng tìm ra một cách mới và hiệu quả hơn về chi phí để giải quyết vấn đề này, đó chính xác là những gì họ dường như đã làm. Nhưng trước tiên, điều quan trọng là phải hiểu rằng cơ sở hạ tầng cáp quang thường truyền dữ liệu bằng cách sử dụng xung ánh sáng laser.

Giải pháp mà các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ California (Caltech) đưa ra liên quan đến việc theo dõi các xung ánh sáng đó trong một dây cáp trực tiếp, cụ thể là sự phân cực (tức là điện trường của nó chỉ dao động theo một hướng chứ không phải theo bất kỳ hướng nào).

Các sự kiện bên ngoài khác nhau có thể thay đổi sự phân cực của ánh sáng trong một sợi quang trên đất liền, chẳng hạn như sét đánh và thay đổi nhiệt độ, nhưng ở đại dương sâu thì lại là một câu chuyện khác, nơi nhiệt độ vẫn khá ổn định và có ít nhiễu động. Do đó, sự phân cực khá ổn định, ngoại trừ khi có một sự kiện lớn như động đất hoặc bão (sóng lớn, sóng thần, v.v.).

Thí nghiệm kéo dài 9 tháng - diễn ra từ tháng 12 năm 2019 đến tháng 9 năm 2020 - đã có thể phát hiện thành công tổng cộng 20 trận động đất từ ​​vừa đến lớn dọc theo dây cáp, bao gồm một trận 7,7 độ richter xảy ra ngoài khơi Jamaica vào ngày 28 tháng 1 năm 2020 (điều này là đáng chú ý vì Caribê nằm ở phía đối diện của Mỹ từ cáp Curie).

Bằng cách triển khai điều này trên nhiều dây cáp hơn, các nhà địa chấn học có thể xây dựng một bức tranh chi tiết hơn nhiều về các sự kiện như vậy, từ đó có thể đưa đến các cảnh báo sớm hơn và có thể cứu mạng con người. Không có sóng thần xảy ra trong thời gian theo dõi, nhưng cáp đã phát hiện ra những thay đổi liên quan đến bão trong các đợt sóng biển (sóng lớn, v.v.) và do đó, khả thi là sóng thần cũng có thể được phát hiện.

Nhóm nghiên cứu hiện đang phát triển một thuật toán học máy có thể giúp phát hiện các sự kiện như vậy và tách chúng ra khỏi các nhiễu động khác, chẳng hạn như sinh vật biển hoặc tàu di chuyển cáp. Cách tiếp cận này tất nhiên sẽ hiệu quả hơn nhiều khi nhiều sợi có thể được kết hợp với nhau để giúp giải quyết tận gốc những nhiễu động như vậy.