Os cables de fibra óptica poden producir mapas subterráneos de alta resolución

Unha serie de terremotos e réplicas sacudiron a zona de Ridgecrest, no sur de California, en 2019. A detección acústica distribuída (DAS) mediante cables de fibra óptica permite a obtención de imaxes subterráneas de alta resolución, o que pode explicar a amplificación observada do tremor do terremoto.

A cantidade de movementos do chan durante un terremoto depende en gran medida das propiedades da rocha e do solo situados baixo a superficie terrestre. Os estudos de modelización suxiren que a sacudida do terreo se amplifica nas concas sedimentarias, nas que se adoitan localizar áreas urbanas poboadas. Non obstante, a imaxe de estruturas próximas á superficie arredor das áreas urbanas en alta resolución foi un reto.

Yang et al. desenvolveron un novo enfoque de uso da detección acústica distribuída (DAS) para construír unha imaxe de alta resolución da estrutura próxima á superficie. DAS é unha técnica emerxente que pode transformar o existentecables de fibra ópticaen matrices sísmicas. Ao controlar os cambios na forma en que os pulsos de luz se espallan mentres viaxan polo cable, os científicos poden calcular pequenos cambios de tensión no material que rodea a fibra. Ademais de gravar terremotos, o DAS demostrou ser útil nunha variedade de aplicacións, como nomear a banda de música máis ruidosa no Desfile das Rosas de 2020 e descubrir cambios dramáticos no tráfico de vehículos durante as ordes de quedar na casa pola COVID-19.

Investigadores anteriores reutilizaron un tramo de fibra de 10 quilómetros para detectar réplicas tras o terremoto de Ridgecrest de magnitude 7,1 en California en xullo de 2019. A súa matriz DAS detectou unhas seis veces máis pequenas réplicas que os sensores convencionais durante un período de 3 meses.

No novo estudo, os investigadores analizaron os datos sísmicos continuos producidos polo tráfico. Os datos do DAS permitiron ao equipo desenvolver un modelo de velocidade de corte preto da superficie cunha resolución subkilómetro dúas ordes de magnitude superior aos modelos típicos. Este modelo revelou que ao longo da lonxitude da fibra, os lugares onde as réplicas producían máis movemento do terreo xeralmente se correspondían cos lugares onde a velocidade de corte era máis baixa.

Tal cartografía de risco sísmico a escala fina podería mellorar a xestión do risco sísmico urbano, especialmente nas cidades onde xa poden estar presentes redes de fibra óptica, suxiren os autores.