Optički kablovi mogu proizvesti podzemne karte visoke rezolucije

Niz zemljotresa i naknadnih potresa potresao je područje Ridgecresta u južnoj Kaliforniji 2019. Distribuirano akustičko otkrivanje (DAS) pomoću optičkih kablova omogućava snimanje podzemlja visoke rezolucije, što može objasniti uočeno pojačanje potresa na mjestu.

Koliko se tlo pomera tokom zemljotresa u velikoj meri zavisi od svojstava stena i tla neposredno ispod površine Zemlje. Studije modeliranja sugeriraju da je podrhtavanje tla pojačano u sedimentnim bazenima, na kojima se često nalaze naseljena urbana područja. Međutim, snimanje strukture blizu površine oko urbanih područja u visokoj rezoluciji bilo je izazovno.

Yang et al. razvili su novi pristup upotrebe distribuiranog akustičkog sensinga (DAS) za izgradnju slike visoke rezolucije strukture blizu površine. DAS je tehnika u nastajanju koja može transformirati postojećeoptičkih kablovau seizmičke nizove. Praćenjem promjena u tome kako se svjetlosni impulsi raspršuju dok putuju kroz kabel, naučnici mogu izračunati male promjene naprezanja u materijalu koji okružuje vlakno. Osim snimanja zemljotresa, DAS se pokazao korisnim u raznim aplikacijama, kao što je imenovanje najglasnijeg benda na Paradi ruža 2020. i otkrivanje dramatičnih promjena u saobraćaju vozila tokom COVID-19 naređenja o ostanku kod kuće.

Raniji istraživači su prenamijenili 10-kilometarski dio vlakana kako bi otkrili naknadne potrese nakon potresa Ridgecrest magnitude 7,1 u Kaliforniji u julu 2019. Njihov DAS niz je otkrio oko šest puta više malih naknadnih potresa nego konvencionalni senzori tokom perioda od 3 mjeseca.

U novoj studiji, istraživači su analizirali kontinuirane seizmičke podatke proizvedene u saobraćaju. Podaci DAS-a omogućili su timu da razvije model brzine smicanja blizu površine s rezolucijom pod kilometra dva reda veličine većom od tipičnih modela. Ovaj model je otkrio da duž dužine vlakna, mjesta na kojima su naknadni potresi izazvali više pomaka tla općenito odgovaraju onima gdje je brzina smicanja niža.

Takvo fino mapiranje seizmičkih opasnosti moglo bi poboljšati upravljanje urbanim seizmičkim rizikom, posebno u gradovima u kojima su optičke mreže već prisutne, sugeriraju autori.