Силовые и телекоммуникационные кабели на дне океанов будет возможно использовать в качестве массивов датчиков окружающей среды, демонстрирует исследование Национальной физической лаборатории Великобритании. Подобный мониторинг океана позволит более точно прогнозировать цунами и собирать данные о других явлениях.
Несмотря на достижения в области сенсорных технологий, большая часть мирового океана остаётся неконтролируемой из-за высоких затрат и технических проблем, связанных с установкой и обслуживанием постоянных датчиков на дне океана. Отсутствие мониторинга оставляет значительный пробел в геофизических данных, ограничивая понимание структуры и динамического поведения Земли.
В рамках предыдущих исследований NFL и её партнёры продемонстрировали, что подводные кабели можно использовать в качестве датчиков для обнаружения подводных землетрясений. В этом случае кабель мог работать как отдельный датчик — измерения ограничивались изменениями по всей длине кабеля.
Новая работа показывает, что некоторые кабели можно превратить в набор датчиков. В научную группу, помимо учёных NFL, вошли исследователи из Эдинбургского университета, Британской геологической службы, итальянского Национального института метрологических исследований и Google. Учёные протестировали технологию на подводной оптоволоконной линии длиной 5860 км между Великобританией и Канадой, представленной EXA Infrastructure.
Команда обнаружила землетрясения и другие сигналы, такие как волны и течения, на отдельных участках между ретрансляторами по всему трансатлантическому соединению. Каждый участок оптического волокна выступал в качестве датчика, таким образом количество сенсоров достигло 12 единиц.
Исследование потенциально позволит осуществлять мониторинг обширных участков дна океана путём преобразования подводной телекоммуникационной инфраструктуры в обширный набор геофизических датчиков. Технология поможет в режиме реального времени обнаруживать землетрясения, вызывающие цунами, ближе к эпицентру, что обеспечит дополнительное время для предупреждения населения.
В следующих работах исследовательская группа планирует протестировать этот метод на нескольких подводных кабелях, в том числе в более сейсмически активных районах, таких как Тихий океан.
Джузеппе Марра из NPL отмечает, что для определения области эпицентра землетрясения можно использовать несколько кабелей аналогично наземным сейсмометрам.
Задействованные в качестве сенсоров кабеля можно применять для передачи собираемых ими данных. Это не требует изменений в подводной кабельной инфраструктуре, говорит Марра.
Научная работа «Optical interferometry–based array of seafloor environmental sensors using a transoceanic submarine cable» опубликована 19 мая 2022 года в журнале Science Magazine (DOI: 10.1126/science.abo1939).
