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監測海洋地震新技術:海底光纖電纜

2018-06-15 點擊數:784

地球表面大約70%被水覆蓋,而幾乎所有的地震探測器都在陸地上。除了一些昂貴的由電池供電的傳感器被沉入海底并隨后取回以及與陸地連接的幾個近岸探測器陣列之外,地震學家無法監測波及海底的地震并有可能會產生海嘯。


但是,本周,在科學雜志中在線描述的一項技術有望利用覆蓋世界的100多萬公里長的海底光纖電纜,通過尋找沿著電纜傳播的光信號的微小變化,科學家們可以探測并有可能定位地震。


該技術只需要比電纜兩端的激光器多一點,并且能夠接入電纜帶寬的一小部分。至關重要的是,它不需要修改電纜本身,也不會影響其日常使用。該方法“可能會改變行業規則,”科羅拉多大學的地震學家Anne Sheehan說,“來自海洋地區的更多觀測可能會填補一些相當大的差距。”


這一創新始于意外的發現,英國特丁頓國家物理實驗室的計量學家Giuseppe Marra說,他負責歐洲實驗室原子鐘的連接。他正在測試從特丁頓到英國雷丁的79公里埋地電纜上的連接,并依靠穩定的,共振的激光環路。電纜附近的振動,即使是上面的交通噪聲,都可以在不知不覺中彎曲。


這可以縮短或延長光的行程距離,使其小于人的頭發寬度,從而使共振光束略微偏離相位。


Marra習慣了這種背景噪音。但是當他從2016年10月回顧數據時,他看到的不止是平均噪音量。事實證明,這個月晚些時候意大利中部發生5.9級和6.5級地震的局部影響。“這是一個相當明顯的時刻,” Marra說,他意識到這種噪音指出了探測地震的新方法。


Marra介紹說,這項新技術足夠敏感,可以跨越數千公里寬的海洋盆地工作,以很低的成本監測海洋地震和相關環境變化。

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