从互联网供应商到人类卫士:利用光纤线路进行地震探测

2018-11-27

 

在自然灾害频发的现今,任何既能让我们占点优势,又能消除我们的担忧的系统,都值得我们投资。但不幸的是,这类早期预警系统大多异常昂贵。比如地震和海啸系统,依靠地震仪测量地球深处震动,但这些机器,不仅安装费用高昂,而且维护费用也是一笔不小的开支。

最近,由斯坦福大学的Biondo Biondi教授和研究生助理Eileen Martin带领的一支研究团队,设计了一种在更大范围内研究地震活动的方式。这种方式与以往的地震监测方式相比,在价格方面也更具优势。这一新系统依赖于光纤,这个已经在其他技术产业领域得到广泛应用、并且带来了如今光速网速的技术。

为了帮助科学家们建立和实施一个地震早期预警系统,斯坦福大学的这支研究团队将校园地下的光缆网络改造为地震监测网络。他们的这个光纤系统捕捉到了800多次震动——从极其细微的震动,一直到近期在2000英里之外的墨西哥恰帕斯发生的8.1级地震。

光缆本质上是一捆很细小的纯玻璃线束。在其常规应用领域,如网线中,电信号被转化成光,这是目前已知的传输速度最快的媒介(“光纤”中“光”一字便由此而来)。不过,为了检测地震活动,斯坦福的科学家们主要将光通过物理电缆时的微弱中断——换言之,地面震动时电缆的晃动程度——转化成有关地震活动和地震的有用信息。他们发现,光缆的灵敏度很高,甚至能够捕捉到P波——在地面真正开始晃动前到达的细微震动,预示着境内地震。

经过一段时间,科学家们已经了解到光纤技术可用于地震监测。然而,若利用之前的一些方法,则需给电缆配置特别的外壳和挂载系统,效益不高。但Biondi教授的系统则不需要这些,科学家们可以利用已有的和不断扩展的光纤基础设施来监测地震活动。希望这一技术未来有朝一日能够被用作是一个具有成本效益又得到广泛应用的地震早期预警系统。

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