Internetski kabeli položeni na morsko dno mogli bi se koristiti za detektiranje potresa i cunamija
Optički kabeli kao podmorski senzori
Internetski kabeli položeni na morsko dno mogli bi se koristiti za otkrivanje potresa i cunamija ili za praćenje kako klimatske promjene mijenjaju oceanske struje. Ti bi se telekomunikacijski kabeli mogli koristiti i kao golem niz dubokomorskih znanstvenih senzora, kažu znanstvenici iz britanskog Nacionalnog fizikalnog laboratorija i njihovih partnera, prenosi BBC. Naime, instaliranje trajnih senzora za praćenje oceanskog dna vrlo je skupo, stoga ih ima samo nekoliko u svijetu, te bi ova nova otkrića tehnike mjerenja mogla znatno pomoći.
Kabel kao niz senzora
Ideja korištenja optičkih vlakana za praćenje potresa nije nova – znanstvenici već dugo znaju da nesavršenosti u kabelima mogu ukazivati na to kako i kada se kabeli pomiču kao odgovor na seizmičke događaje, mijenjajući protok svjetlosti.
- Sedamdeset posto Zemljine površine je voda, ali sve seizmičke stanice su na kopnu, jer je preteško i skupo instalirati trajne senzore na morsko dno - tvrdi dr. Giuseppe Marra iz NPL-a. No brojni kabeli s optičkim vlaknima prenose podatke preko svjetskih mora i oceana. Procjenjuje se da ih ima više od 430 diljem svijeta, na udaljenosti od 1,3 milijuna km (800.000 milja).
Prema riječima dr. Marre, vibracije, promjene tlaka i temperature utječu vrlo malo na brzinu svjetlosti dok putuje kroz kabel, što iznimno osjetljivi instrumenti tada mogu detektirati.
Znanstvenici su tako proveli testiranje na podmorskim optičkim kabelima između Ujedinjenog Kraljevstva i Kanade, a cijelo istraživanje objavljeno je u časopisu Science. Prema nalazu, kabel, dakle, može poslužiti i kao niz senzora koji detektiraju seizmičku aktivnost. U testiranjima provedenim u studenome 2021. godine kabel udaljen tisućama kilometara zabilježio je potres magnitude 7,5 koji je potresao sjeverni Peru.
Da bi se mreža kabela na dnu oceana mogla iskoristiti za praćenje znakova potresa i cunamija, istraživači su znali i prije. U početku su se koristili tehnikama kojima se inženjeri u naftnoj i plinskoj industriji koriste za proučavanje naslaga fosilnih goriva. Mjerili su povratno raspršenje signala koji su se odbijali od molekula u kabelima. Ti su signali sadržavali vrijedne informacije o fizičkom stanju kabela, uključujući seizmičku aktivnost koja se događala u tlu ispod položenog kabela. Drugi su slične izračune napravili mjerenjem polarizacije svjetlosnih valova dok putuju duž kabela, prenosti Bug. Problem je s tim metodama što cijeli kabel djeluje kao jedan senzor. Bez obzira na to koliko je dug, kabel može stvoriti samo jednu podatkovnu točku u isto vrijeme. Želite li znati odakle dolazi seizmički poremećaj, korisne informacije možete izvući samo triangulirajem podataka iz više kabela.
Nova metoda rješava te probleme. Podmorski optički kabeli nisu jednostavne, jednosmjerne ulice za fotone. Moderni kabeli opremljeni su repetitorima koji se nalaze svakih 45 do 90 km duž duljine kabela. Oni detektiraju dolazni signal i zatim ga pojačavaju za sljedeću dionicu svog putovanja.
Istraživači tvrde da su otkrili potrese i “oceanske signale” kao što su valovi i struje, koristeći EXA infrastrukturu od 5860 km optičke veze između Southporta, Lancashirea i Halifaxa u Kanadi. Znanstvenici su mogli koristiti pojedinačne raspone kabela između repetitora - uređaja koji pomažu pojačati signal - kao zasebnih senzora. - Ako tu tehniku primijenimo na velik broj kabela, mogli bismo transformirati tu podvodnu infrastrukturu u divovski niz detektora za potrese, oceanske struje i još mnogo toga. Proširenje seizmičke mreže od kopna do morskog dna poboljšat će naše razumijevanje unutarnje strukture Zemlje i njezina dinamičkog ponašanja - istaknuo je dr. Marra.
Mjerenje fenomena
Senzori temeljeni na kabelu mogli bi identificirati “epicentralno područje” potresa na isti način kao i kopneni seizmometri, sugeriraju istraživači. A tehnika je otvorila i druge mogućnosti, kao što je praćenje dubokovodnih struja zbog promjena uzrokovanih globalnim zagrijavanjem. Postoji i neprovjerena mogućnost korištenja kabela za praćenje kako klimatske promjene mijenjaju temperaturu morskog dna.
Tehnološki div Google bio je uključen u istraživanje, kao i Sveučilište u Edinburghu, Britanski geološki zavod i Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica u Italiji. Brian Baptie, voditelj tima za seizmologiju Zemlje za Britanski geološki zavod, rekao je da bi istraživanje moglo promijeniti sposobnost znanstvenika da rade mjerenja na golemim područjima Zemljine površine gdje je bilo vrlo teško koristiti konvencionalne tehnologije. - To stvara nevjerojatnu priliku za promatranje potresa usred oceana iz blizine, kao i primamljivu mogućnost mjerenja drugih prirodnih fenomena poput podmorskih vulkanskih erupcija i cunamija u budućnosti - rekao je Brian Baptie.