儀商訊:目前的廣泛應用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。最近,一份全新可視化數(shù)據(jù)圖表顯示,斯坦福大學地下埋著大約3英里的光纖電纜,能夠檢測出汽車、自行車和步行產(chǎn)生的各種振動以及探測周邊發(fā)生的事件,包括地震最初期的轟隆聲。該研究意味著光纖電纜可以承載高速互聯(lián)網(wǎng),廣泛的地震檢測網(wǎng)絡已經(jīng)可以存在于我們的腳下。
過去一年,斯坦福大學的地球物理學教授 Biondo Biondi 利用一條安裝在校園里長達 4.8 千米(3 英里)的試驗環(huán)路來記錄地震引起的振動,并將這些振動和諸如汽車駛過造成的其他來源的振動區(qū)分開來。
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(jīng)在石油和天然氣行業(yè)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(zhì)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(qū)域開始拉伸 - 由于振動或應變,信號會發(fā)生變化。”
為了測試這些電纜是否可以用于監(jiān)測和測量地震,斯坦福大學按照數(shù)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(jù)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(qū)分不同的震級?!?/span>
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(tǒng)的關鍵。
雖然他們的光纖地震觀測站已經(jīng)顯示出一些初步結果,但研究人員指出,傳統(tǒng)的地震儀對于監(jiān)測地震仍然更加敏感,但是光纖地震觀測系統(tǒng)還有其他優(yōu)點,例如經(jīng)濟性、廣泛性等。
Biondi說:“我們可以使用已經(jīng)部署用于電信目的的預先存在的光纖,不斷地聆聽和監(jiān)測地球。我們網(wǎng)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(tǒng)地震儀創(chuàng)建的網(wǎng)絡無法具有這種覆蓋密度和成本優(yōu)勢?!?/span>