斯坦福大學：光纖電纜可用于監測地震

2017-10-25

  雖然目前的地震儀可以精確地拾取輕微的震顫，但它們的距離相對較短。不過，現在，斯坦福大學的研究表明，廣泛的地震檢測網絡已經可以存在于我們的腳下：承載高速互聯網的光纖電纜。

 

由于光纖通過在類似玻璃板透明的電纜上反彈光信號而起作用，因此可以測量該信號的微小干擾。這種稱為分布式聲學傳感（DAS）的技術已經在石油和天然氣行業進行工作。
該研究的合著者艾琳·馬丁（Eileen Martin）說：“DAS的工作原理就是隨著光線沿著纖維傳播，它遇到玻璃中的各種雜質并反彈。如果光纖完全靜止，那么反向散射信號總是看起來一樣，但是如果光纖在某些區域開始拉伸 - 由于振動或應變，信號會發生變化。”
為了測試這些電纜是否可以用于監測和測量地震，斯坦福大學按照數字8的形狀安裝了三英里（4.8公里）的光纖，配有激光詢問器，用于記錄任何運動。
據稱，這個斯坦福大學設置的光纖地震觀測臺在其運行第一年能夠記錄800多個事件。這包括來自附近采石場的爆炸聲，小型地震，甚至在今年9月8日巨大的8.2級事件，摧毀了墨西哥中部，距離斯坦福大學設置約2,000英里（3,220公里）。有一次，傳感器從同一來源拾取兩次地震，其震級為1.6和1.8。
首席研究員Biondo Biondi說：“正如預期的那樣，兩次地震都是相同的波形或模式，因為它們起源于同一個地方，但是地震的幅度更大。這表明光纖地震觀測站可以正確區分不同的震級。”
同樣，地震觀測站也能夠分辨出S波和P波之間的差異，以不同速度波紋地震的沖擊波。 P波通常比S波早得多，但遠遠較弱，因此檢測它們是有效預警系統的關鍵。
雖然他們的光纖地震觀測站已經顯示出一些初步結果，但研究人員指出，傳統的地震儀對于監測地震仍然更加敏感，但是光纖地震觀測系統還有其他優點，例如經濟性、廣泛性等。
Biondi說：“我們可以使用已經部署用于電信目的的預先存在的光纖，不斷地聆聽和監測地球。我們網絡中的每一米光纖都像傳感器一樣，成本低于一美元，而傳統地震儀創建的網絡無法具有這種覆蓋密度和成本優勢。”