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Los científicos han descubierto la forma de utilizar los cables submarinos de fibra óptica como sismógrafos

Monitorear la actividad sísmica en todo el mundo es una tarea importante, pero que requiere que el equipo esté en el sitio que está midiendo, lo cual es difícil en medio del océano. Pero una nueva investigación de Berkeley podría convertir los cables submarinos de fibra óptica existentes en una red de sismógrafos, creando una visión global sin precedentes de los movimientos tectónicos de la Tierra.

Los sismólogos obtienen casi todos sus datos de instrumentos en tierra, lo que significa que la mayor parte de nuestro conocimiento sobre la actividad sísmica se limita a un tercio de la superficie del planeta. Ni siquiera sabemos dónde están todas las fallas, ya que no ha habido un estudio exhaustivo o monitoreo a largo plazo del fondo del océano.

“Existe una gran necesidad de sismología del fondo marino”, explicó el autor principal del estudio Nathaniel Lindsey en un comunicado de prensa de Berkeley. “Cualquier instrumentación que salga al océano, incluso si es solo durante los primeros 50 kilómetros de la costa, será muy útil”.

Por supuesto, la razón por la que no lo hemos hecho es porque es muy difícil colocar, mantener y acceder a los instrumentos de precisión necesarios para el trabajo sísmico a largo plazo bajo el agua. Pero, ¿qué pasaría si ya hubiera instrumentos por ahí esperando que los aprovechemos? Esa es la idea que Lindsey y sus colegas persiguen con respecto a los cables submarinos de fibra óptica.

Estos cables transportan datos a largas distancias, a veces como parte de la red troncal de internet, y a veces como parte de redes privadas. Pero una cosa que todos tienen en común es que usan la luz para hacerlo, luz que se dispersa y se distorsiona si el cable sufre cambios o cambia de orientación.

Al monitorear cuidadosamente este fenómeno de “retrodispersión”, se puede ver exactamente dónde se dobla el cable y en qué medida, a veces dentro de unos pocos nanómetros. Eso significa que los investigadores pueden observar un cable para descubrir la fuente de actividad sísmica con un nivel extraordinario de precisión.

La técnica se llama detección acústica distribuida, y esencialmente trata el cable como si fuera una serie de miles de sensores de movimiento individuales. El cable que el equipo probó tiene un valor de 20 kilómetros de la infraestructura de datos submarinos del Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterey, que se divide en unos diez mil segmentos que pueden detectar el más mínimo movimiento de la superficie a la que están unidos.

“Este es realmente un estudio sobre la frontera de la sismología, la primera vez que alguien usa cables de fibra óptica en alta mar para observar este tipo de señales oceanográficas o para obtener imágenes de estructuras de fallas”, dijo Jonathan Ajo-Franklin de Berkeley National Lab.

Después de conectar el cable de MBARI al sistema DAS, el equipo recopiló una tonelada de información verificable: movimiento desde un terremoto de 3.4 millas hacia el interior, mapas de fallas conocidas pero no asignadas en la bahía y patrones de movimiento del agua que también sugieren actividad sísmica.


El principal nodo científico del Sistema de Investigación Acelerado de Monterey.

La mejor parte, dijo Lindsey, es que ni siquiera necesita conectar equipos o repetidores a lo largo del cable. “Simplemente llegas al lugar y conectas el instrumento al extremo de la fibra”, dijo.

Por supuesto, la mayoría de los cables submarinos más importantes no solo tienen un gran extremo expuesto para que los investigadores se conecten. Y las señales que utiliza la tecnología para medir la retrodispersión podrían posiblemente interferir con otras, aunque, por supuesto, hay trabajo en marcha para probarlo y evitarlo si es posible.

Si tiene éxito, los cables activos más grandes podrían ponerse en servicio como instrumentos de investigación y podrían ayudar a iluminar el punto ciego que los sismólogos tienen en cuanto a la actividad y las características del fondo del océano. El trabajo del equipo se publica hoy en la revista Science .

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