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科學家用海底光纜測地震 12英里光纜相當于1萬個傳統測震儀

儀表下游 2019年12月03日 11:53:51 來源:前瞻網人氣:15679
  【儀表網 儀表下游】研究人員一直在探索使用海底光纜觀察地震。最近發表在《科學》雜志上的一項新研究表明,這項技術已被用于在加利福尼亞海岸外發現一個以前不為人知的新斷層群。
 
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  海底光纜,顧名思義就是埋在海底的光纖線纜,利用光在光導纖維中的傳播特性來傳輸數據。而它就是保證全球各大區域網絡之間能夠互聯互通的主動脈。
 
  目前,全世界超過90%的跨國數據傳輸,都由海底光纜承擔。根據數據統計,全球的海底光纜總長達90萬公里,可繞地球22圈。
 
  來自加利福尼亞大學、勞倫斯·伯克利國家實驗室、蒙特利灣水族館研究所和萊斯大學的科學家對一條20公里長的海底光纜進行了四天的研究,并記錄了一條來自加利福尼亞州海岸蒙特雷灣的構造斷裂帶的3.4級地震。
 
  據悉,這是該種技術首次被應用于監測海底地震。
 
  科學家們發現,光纜中的任何干擾或運動都會使光纖技術中用于傳輸數據的光信號分散并使信號失真。通過一種稱為“分布式聲學傳感”(DAS)的技術觀察到這種“反向散射”現象,將長20公里的電纜變成了一個由1萬個運動傳感器組成的海底設備,它們可以以皮米級的精度檢測地震活動。
 
  DAS技術與監測海底的方式大相徑庭。通常情況下,地球科學家使用傳統的水下地震儀進行海底監測,但這種儀器每臺價值高達10萬美元,而且只能探測到單一地點的震動。如果想大面積進行探測,成本則非常高昂。
 
  相比之下,12英里長的光纖電纜就相當于1萬個傳統水下地震儀。因此,利用現有的、未使用的光纖網絡可能是繪制海底地圖的一種實用策略。
 
  研究人員還補充道:通過測繪新的斷層,光纜可以填補科學家在海洋知識方面急需的空白。世界上只有不到20%的地震傳感器被應用在海洋中,然而海洋占地球表面積的70%。更詳細的地圖將幫助科學家對地震和海嘯做出更準確的預測。
 
  海底地震是地下巖石突然斷裂而發生的急劇運動。巖石圈板塊沿邊界的相對運動和相互作用是導致海底地震的主要原因。而海嘯是由海底地震、火山爆發、海底滑坡或氣象變化產生的破壞性海浪,海嘯的波速高達每小時700~800千米,在幾小時內就能橫過大洋,給人類帶來巨大的災害。
 
  如果能通過海底光纜監測這些災難,還能第一時間將消息告知用海底光纜上網的人,那么將對人類大有裨益。
 
  但是在應用這項技術方面還面臨一個突出的挑戰--數據處理。在這次試驗中,研究人員一共收集了4兆兆字節的數據,但如果將這項技術擴展到整個海洋,將會產生難以承受的數據量。因此,研究人員已經開始研究用機器學習來壓縮數據。
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