Pesquisadores da Caltech dizem que cabos de fibra óptica podem detectar e medir terremotos

Jul 24, 2023

Milhares de quilómetros de cabos de fibra óptica, já instalados em toda a Califórnia, podem abalar o estudo dos terramotos.

Uma nova pesquisa do Caltech usou uma seção de fibra de telecomunicações para detectar e medir um terremoto de magnitude 6, redirecionando as montagens para extrair detalhes mais nítidos sobre o tremor.

Zhongwen Zhan, professor de física da Caltech, disse que a mesma rede de fibra óptica usada para internet e televisão pode servir como uma rede densa de sismômetros improvisados ​​em um método chamado DAS, sensoriamento acústico distribuído.

“Se conseguirmos obter uma cobertura mais ampla para medir a atividade sísmica, poderemos revolucionar a forma como estudamos os terremotos e fornecer alertas mais antecipados”, disse Zhan. “Embora não possamos prever terremotos, a detecção acústica distribuída levará a uma melhor compreensão dos detalhes subjacentes à forma como a Terra se rompe.”

O novo estudo, publicado terça-feira na “Nature”, examinou as assinaturas de luz que viajam através de um trecho de cabo de fibra óptica na Sierra Nevada oriental durante o terremoto de magnitude 6 no Vale do Antílope em 2021.

Os pesquisadores disseram que aquela seção do cabo agiu como 10.000 sismômetros e foi capaz de fornecer características detalhadas do tremor. Por exemplo, mostrou que o terremoto de 2021 foi composto por uma sequência de quatro subeventos ou rupturas menores, mini-terremotos que não puderam ser detectados por uma rede sísmica convencional.

“O uso de cabos de fibra óptica como uma série de sismômetros revela aspectos da física dos terremotos que há muito foram levantados como hipóteses, mas difíceis de visualizar”, disse Zhan.

Imagine usar um telescópio de quintal comum e treiná-lo em Júpiter, acrescentou. Você pode ver o planeta, mas não suas luas ou quaisquer detalhes.

“Com um telescópio realmente poderoso, você pode ver os detalhes do planeta e da superfície da Lua. Nossa tecnologia é como um telescópio poderoso para terremotos”, disse Zhan.

A equipe de Zhan obteve acesso da cidade de Pasadena para usar sua rede de fibra óptica no estudo. Eles usaram emissores de laser em uma extremidade do cabo para disparar feixes de luz através dos longos e finos fios de vidro que constituem o núcleo do cabo. Pequenas imperfeições no vidro refletem a luz de volta à fonte, onde ela é gravada. Cada imperfeição produz então um ponto de referência rastreável ou um ponto de parada ao longo do cabo.

Durante um terremoto, as ondas sísmicas que viajam pelo solo fazem com que o cabo se mexa, alterando o tempo de viagem da luz de e para os pontos de referência. Os cientistas usaram as informações coletadas dessas imperfeições para observar o movimento das ondas sísmicas.

Além de Zhan, os pesquisadores do Caltech incluem Jiaxuan Li, primeiro autor; Nadia Lapusta, professora de engenharia mecânica e geofísica na Caltech; o estudante de graduação Teaho Kim e o cientista Ettore Biondi. A National Science Foundation pagou pelo estudo.

Receba o Morning Report e outros boletins informativos por e-mail