ایده جدید دانشمندان: استفاده از کابل‌های زیردریا به‌عنوان ابزاری برای تشخیص زلزله
همانطور که علم به نوآوری‌های تکنولوژیکی با فرآیندهای طبیعی زمین ادامه می‌دهد، آینده تحقیقات زلزله روشن‌تر میشود.
در یک مطالعه جدید، کابل‌های فیبر نوری زیرزمینی که از ایالت کالیفرنیا عبور می‌کنند، یک عملکرد ویژه را نشان داده‌اند: سنجش و اندازه‌گیری زمین‌لرزه‌ها.
درحالی‌که این کابل‌ها اتصال اینترنت را فراهم می‌کنند، بخشی از کابل فیبر نوری برای بررسی مکانیک پیچیده یک زلزله شش ریشتری تغییر کاربری داده شد و جزئیات زمان و مکان چهار ناهمواری منفرد را که منجر به گسیختگی شده است مشخص کردند.
این یافته‌ها که دیروز در ژورنال نیچر منتشر شد، پتانسیل کابل‌های فیبر نوری را برای تقویت درک زلزله و سیستم‌های هشدار زودهنگام، مشروط بر اینکه پوشش کابلی گسترده‌تری حاصل شود، روشن می‌کند.
میلیون‌ها لرزه‌نگار مقرون به‌صرفه
سنجش زلزله توسط کابل‌های زیر آب مفهوم جدیدی نیست. اکنون، در بیانیه مطبوعاتی اخیر، تیمی به رهبری پروفسور ژئوفیزیک، ژونگ ون ژان، روشی نوآورانه به‌نام سنجش صوتی توزیع شده را معرفی کرده‌اند.
مطالعه جدید تنها از یک بخش کابل صد کیلومتری برای درک دقیق مکانیک پیچیده زلزله خاص در سال ۲۰۲۱ استفاده کرد، که نشان می‌دهد دسترسی به کابل‌های بیشتر باعث درک بهتر فیزیک زلزله و سیستم‌های هشدار‌دهنده میشود.
ژان در بیانیه‌ای مطبوعاتی توضیح داد:
«اگر بتوانیم پوشش وسیع‌تری برای اندازه‌گیری فعالیت‌های لرزه‌ای داشته باشیم، می‌توانیم نحوه مطالعه زمین‌لرزه‌ها را متحول کنیم و هشدارهای اولیه بیشتری ارائه کنیم. اگرچه ما نمی‌توانیم زلزله‌ها را پیش‌بینی کنیم، اما سنجش صوتی توزیع‌شده منجر به درک بهتر جزئیات و زیربنای نحوه گسیختگی زمین میشود.»
در جنوب کالیفرنیا، حدود ۵۰۰ لرزه‌سنج وجود دارد که قیمت هرکدام بالغ بر ۵۰۰۰۰ دلار است. در مقابل، استفاده از کابل‌های فیبر نوری عملاً می‌تواند منطقه را با میلیون‌ها لرزه‌سنج مقرون به‌صرفه پوشش دهد.
ثبت حرکت امواج لرزه‌ای
تکنیک مبتکرانه کابل نوری، شامل قرار دادن ساطع‌کننده‌های لیزر در یک انتهای کابل و ارسال پرتوهای نور از طریق رشته‌های شیشه‌ای هسته کابل است.
شیشه دارای نواقص کوچکی است که بخشی از نور را به منبعی که در آن ضبط میشود منعکس می‌کند. هر بخش کابل را به شبکه‌ای از ایستگاه‌های قابل ردیابی تبدیل می‌کند که با تکان خوردن کابل‌ها توسط امواج لرزه‌ای، زمان حرکت نور بین این نقاط تغییر می‌کند. بنابراین این بخش‌ها در طول کابل مانند هزاران لرزه‌سنج منفرد عمل می‌کنند.
ساخت مدل‌های زمین‌لرزه‌ها
این تیم نشانه‌های نوری در کابل‌های واقع در شرق سیرا نوادا را طی زلزله شش ریشتری سال ۲۰۲۱ بررسی کردند.
این مدل زمان چهار رویداد فرعی و مکان دقیق آنها را در ناحیه گسل مشخص کرد.
ژان گفت:
«استفاده از کابل فیبر نوری مانند استفاده از تلسکوپ است. شما با یک تلسکوپ خانگی می‌توانید مشتری را ببینید، اما احتمالاً نمی‌توانید قمرهای آن را با جزئیات ببینید و برای این کار نیاز به تلسکوپ قدرتمندی دارید. فناوری ما مانند تلسکوپی قدرتمند برای زلزله است.»
استفاده از این فناوری به‌عنوان لرزه‌نگار، نویدبخش وسیله‌ای مقرون به‌صرفه برای گسترش درک ما از زلزله و کاهش اثرات آن را ارائه می‌دهد.