كيف يمكن أن تحذرك كابلات الألياف الضوئية من وقوع زلزال

والشهر الماضي في المجلة التقارير العلمية، وصف فريق منفصل من الباحثين كيف استخدموا الكابلات البحرية قبالة سواحل تشيلي واليونان وفرنسا للكشف عن الزلازل. قارنوا هذه البيانات ببيانات مقياس الزلازل التي راقبت نفس الأحداث ، وتطابقوا جيدًا. يقول إسحاق ليور ، عالم الزلازل في الجامعة العبرية في إسرائيل والمؤلف الرئيسي للورقة البحثية: “يمكننا ، في الوقت الفعلي أثناء حدوث الزلزال ، تحليل الإشارات المسجلة باستخدام الألياف الضوئية وتقدير حجم الزلزال”. “المغير هنا هو أنه يمكننا تقدير الحجم كل 10 أمتار على طول الألياف.”

نظرًا لأن مقياس الزلازل التقليدي يقيس عند نقطة واحدة ، يمكن التخلص منه بسبب ضوضاء البيانات المحلية ، مثل تلك التي تسببها المركبات الكبيرة التي تتدحرج. يقول ليور: “إذا كانت لديك ألياف ، فيمكنك في الواقع تمييز الزلزال عن الضوضاء بسهولة تامة ، لأن الزلزال يتم تسجيله بشكل فوري تقريبًا على طول مئات الأمتار”. “إذا كان مصدر ضوضاء محلي ، مثل سيارة أو قطار أو أي شيء آخر ، فأنت تراه فقط على بعد بضع عشرات من الأمتار.”

في الأساس ، DAS تصطدم بشكل كبير في دقة البيانات الزلزالية. هذا لا يعني أنه سيكون بديلاً لهذه الأدوات عالية الدقة – أكثر من مكمل لها. الفكرة العامة هي فقط جعل المزيد من أجهزة الكشف عن الزلازل أقرب إلى مراكز الزلازل ، مما يؤدي إلى تحسين التغطية. يقول ليور: “بهذا المعنى ، لا يهم حقًا إذا كان لديك أجهزة قياس الزلازل أو DAS”. “كلما اقتربت من الزلزال ، كان ذلك أفضل.”

وأبحاث DAS لديها بعض التحديات التي يجب مواجهتها ، ولا سيما أن كابلات الألياف الضوئية لم تكن مصممة للكشف عن النشاط الزلزالي – لقد تم تصميمها لنقل المعلومات. يقول بارك: “إحدى المشكلات المتعلقة بكابلات DAS هي أنها ليست بالضرورة ما نطلق عليه” اقترانًا جيدًا “بالأرض” ، مما يعني أنه قد يتم وضع الخطوط بشكل غير محكم في الأنابيب ، بينما يتم ضبط مقياس الزلازل المناسب بدقة ووضعه في كشف الدمدمة. يبحث العلماء في الكيفية التي قد يتغير بها جمع البيانات عن طريق الكابل اعتمادًا على كيفية وضعه تحت الأرض. ولكن نظرًا لوجود العديد من الأميال من الألياف الضوئية ، خاصة في المناطق الحضرية ، فإن العلماء لديهم الكثير من الخيارات. يقول بارك: “نظرًا لأنها كثيفة جدًا ، فلديك الكثير من البيانات لتلعب بها”.

هناك عقبة أخرى ، كما يقول عالم الجيوفيزياء أرييل لولوش ، الذي يدرس DAS في جامعة تل أبيب ، وهي أن إطلاق الليزر باستمرار ينبض بالألياف الضوئية وتحليل ما يعود إلى المحققين يخلق كمية هائلة من المعلومات لتحليلها. يقول ليلوش: “مجرد الكم الهائل من البيانات التي تحصل عليها ، والمعالجة ، يعني أنك ستحتاج إلى القيام بالكثير منها على الأرجح على موقعك”. “بمعنى ، لا يمكنك تحميل جميع البيانات على الإنترنت ثم معالجتها في مكان مركزي ما. لأنه بحلول الوقت الذي تقوم فيه بالتحميل ، سيكون الزلزال قد تجاوزك بعيدًا “.

في المستقبل ، قد تحدث هذه المعالجة بالفعل في المحققين أنفسهم – مما يؤدي إلى إنشاء شبكة من أجهزة الكشف التي تعمل باستمرار. قد تجلب لك الألياف الضوئية نفسها التي توفر لك الإنترنت ثوانٍ ثمينة من التحذير الإضافي للاستعداد لوقوع زلزال.