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发现地震的新手段:海底光缆

2018-7-2 17:28| 查看: 196| 评论: 0

摘要: 我们都知道,地球表面大约70%被海水覆盖,而几乎所有的地震探测器都在陆地上。因此,地震学家很难监测海域发生的地震。 而海底光缆新功能的解锁可能有效解决这个难题。该技术利用横跨海底并承载世界互联网和电信业 ...

       我们都知道,地球表面大约70%被海水覆盖,而几乎所有的地震探测器都在陆地上。因此,地震学家很难监测海域发生的地震。

       而海底光缆新功能的解锁可能有效解决这个难题。该技术利用横跨海底并承载世界互联网和电信业务的一百多万公里的光缆,通过在电缆传播的光信号中寻找所发生的微弱变化,科学家们可以探测到地震,并有可能确定地震的位置。

       这项技术其实开始于一次意外的发现。英国特丁顿国家物理实验室的计量学家朱塞佩·马拉在测试从英国特丁顿到雷丁的79千米埋地电缆的连接状况的时候,采用了一种稳定的共振激光环路。电缆附近的震动——甚至是上面的交通噪声,都可以使电缆产生细微的弯曲,这样就可能缩短或延长光的穿行距离,但其差距小于人的发丝宽度,从而使共振光束略微偏离了相位。

       马拉习惯了光纤的背景噪音。但是,当回顾2016年10月份的数据时,他看到噪音量比平时更大。结果,那是当年10月底意大利中部发生的5.9级和6.5级地震所造成的局部影响。马拉说:“那个时刻相当明显。”他意识到,那种噪音可以指向地震探测的新方法。

       之后,利用连接马耳他和意大利西西里岛的一条96千米的海底电缆,马拉和同事探测出地中海发生的一场3.4级的地震。

       除此之外,有专家表示,海底光缆可能还有其他用途。新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室地震学家夏洛特·罗说:通过填补在海洋地壳中探测地震的空白,通过证实海底地震发生的位置和频率,该方法可以揭示新的断层构造以及构造板块碰撞或开裂的区域。罗说,如果光学信号的强度能够显示地震级别的大小,那么该技术也可以为海啸预警系统提供帮助。

       罗认为,除了可以反映地震情况之外,光缆网络还可以使地球内部的图像清晰起来。就像CT扫描中的X射线一样,来自大地震的地震波携带着所经过区域的岩石密度信息。通过多个传感器接收到的纵横交错的震波,地震学家可以构建地幔对流的三维图像,在这种对流之中,羽状热流向上喷涌,低温板块向地球核心下沉。来自海底光缆的数据可能会触及这些地震CT扫描中的盲点。然而罗表示,研究人员必须更加合理地解释这些光缆信号,然后才能将其运用在地球深层探索之中。


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