I ricercatori del Caltech affermano che i cavi in ​​fibra ottica possono rilevare e misurare i terremoti

Jul 24, 2023

Migliaia di chilometri di cavi in ​​fibra ottica, già installati in tutta la California, possono rivoluzionare lo studio dei terremoti.

Una nuova ricerca del Caltech ha utilizzato una sezione di fibra di telecomunicazione per rilevare e misurare un terremoto di magnitudo 6, riproponendo i gruppi per estrarre dettagli più nitidi sul terremoto.

Zhongwen Zhan, professore di fisica al Caltech, ha affermato che la stessa rete in fibra ottica utilizzata per Internet e la televisione può fungere da fitta rete di sismometri improvvisati in un metodo chiamato DAS, rilevamento acustico distribuito.

“Se riusciamo a ottenere una copertura più ampia per misurare l’attività sismica, possiamo rivoluzionare il modo in cui studiamo i terremoti e fornire un allarme più tempestivo”, ha affermato Zhan. “Sebbene non possiamo prevedere i terremoti, il rilevamento acustico distribuito porterà a una migliore comprensione dei dettagli alla base del modo in cui la terra si rompe”.

Il nuovo studio, pubblicato martedì su “Nature”, ha esaminato le tracce luminose che viaggiano attraverso un tratto di cavo in fibra ottica nella Sierra Nevada orientale durante il terremoto di magnitudo 6 dell’Antelope Valley nel 2021.

I ricercatori hanno affermato che la sezione del cavo ha agito come 10.000 sismometri ed è stata in grado di fornire caratteristiche dettagliate del tremore. Ad esempio, ha dimostrato che il terremoto del 2021 era costituito da una sequenza di quattro sotto-eventi o rotture più piccoli, mini-terremoti che non potevano essere rilevati da una rete sismica convenzionale.

"L'uso del cavo in fibra ottica come una serie di sismometri rivela aspetti della fisica dei terremoti che sono stati a lungo ipotizzati ma difficili da immaginare", ha detto Zhan.

Immagina di utilizzare un normale telescopio da giardino e di puntarlo su Giove, ha aggiunto. Puoi vedere il pianeta, ma non le sue lune o altri dettagli.

“Con un telescopio davvero potente, puoi vedere i minimi dettagli del pianeta e della superficie lunare. La nostra tecnologia è come un potente telescopio per i terremoti”, ha affermato Zhan.

Il team di Zhan ha avuto accesso dalla città di Pasadena per utilizzare la sua rete in fibra ottica per lo studio. Hanno utilizzato emettitori laser su un'estremità del cavo per sparare raggi di luce attraverso i lunghi e sottili fili di vetro che costituiscono il nucleo del cavo. Piccole imperfezioni nel vetro riflettono la luce verso la fonte, dove viene registrata. Ogni imperfezione produce quindi un punto di passaggio tracciabile o un punto di sosta lungo il cavo.

Durante un terremoto, le onde sismiche che viaggiano attraverso il terreno fanno oscillare il cavo, modificando il tempo di viaggio della luce da e verso i punti di passaggio. Gli scienziati hanno utilizzato le informazioni raccolte da queste imperfezioni per osservare il movimento delle onde sismiche.

Oltre a Zhan, i ricercatori del Caltech includono Jiaxuan Li, primo autore; Nadia Lapusta, professoressa di ingegneria meccanica e geofisica al Caltech; il dottorando Teaho Kim e lo scienziato Ettore Biondi. La National Science Foundation ha pagato per lo studio.

Ricevi Morning Report e altre newsletter via email