Képek: Flickr
Kaliforniában évente két-három 5,5-ös vagy erősebb földrengés történik, mérsékelt vagy nagyobb károkat okozva. A szövetségi államban több mint hétszáz rengésmérő működik, darabonként akár 50 ezer dollárba is kerülhetnek, és a detektáló hálózat üzemeltetése, karbantartása szintén költséges.
Minél közelebb van egy szenzor a leendő epicentrumhoz, annál pontosabb a megfigyelés. Életbevágó lenne a probléma korai észleléséhez, de a drága mérőműszerekkel ez lehetetlen.
Máshol kell keresni a megoldást.
Telekommunikációs észlelik, ha reng a föld
A száloptikai kábelekről köztudott, hogy a nagysebességű internet és kommunikációs szolgáltatások iránt folyamatosan növekvő igényt elégítik ki. Az viszont már kevésbé tudott, hogy időnként a felettük haladó autók, közeli építkezések, sőt, földrengések miatti rezgések megzavarják a kábelek jeleit. Amerikai kutatók pont ezért korábban többezer földalatti kábel szeizmikus tömbökké alakítását javasolták.
A Kaliforniai Technológiai Intézet kutatói új tanulmányban mutatták be, hogy a száloptikai kábelek nemcsak érzékelik a rengéseket, hanem szeizmikus események árnyalatait és komplexitását szintén képesek mérni. Egyszer például száz kilométeres kábelszakasszal négy kisebb rengés időpontját és helyszínét határozták meg.
Nemcsak detektálásról van szó, munkánk túlmutat azon: a földrengés törési folyamatának részleteit képzeljük így el – állítják a kutatók. Ráadásul a kábeleket már telepítették, mindenhol (településekben és települések között) ott vannak, összességében pedig sűrű és olcsó szeizmikus érzékelőhálózatot alkotnak.
Még több kábellel és adattal, jobban érthetők a földrengések. Egy csomó kábellel ugyan nem jelezhetők előre, a technika viszont felhasználható a jelenleginél jobb koraifigyelmeztetés-rendszerek fejlesztéséhez.
Hogyan működik?
A kutatók a szeizmológiában új, csővezetékek és tápkábelek hibáinak megfigyelésére viszont már alkalmazott elosztott akusztikus érzékeléssel (distributed acoustic sensing, DAS) dolgoztak. Az optikai szálakra lézerimpulzusokat küldenek, majd megmérik a szál hibái miatt visszavert jelek intenzitását. Például földrengés miatti enyhe nyúlása vagy összehúzódása megváltoztathatja ezeket a jeleket.
Az impulzus visszatérésének idejéből kiszámítható, hogy mikor és a kábel melyik részén van rendellenesség. Mivel a szálak körüli többezer hibás pontból verődik vissza, egy kilométeres kábelszakasz többezer földrengésmérőként funkcionálhat. Sokkal több adat, nagyobb felbontás, kisebb szeizmikus tevékenységek azonosítása az eredmény.
A kutatók meglévő optikai kábeleket DAS-sorrá alakítottak, és mivel telekom szolgáltatók általában a szükségesnél több kábelt fektetnek le, az érintett vállalat engedélyével, a fel nem használt szálak egy részével dolgoztak. A Kalifornia-Nevada határ mentén, a kábel egyik végén DAS adóvevőt telepítettek. A tanulmányban két, ötven kilométeres szakasz fényjeleit elemezték, és földrengésekről gyűjtöttek adatokat, köztük hagyományos szeizmikus hálózatok által nem detektáltakat is. A rengés adatalapú számítógépes modelljéből pontosan kiszámítható az időpont és a helyszín.
