Цивилизация
Оптоволоконные кабели, которые уже давно протянуты по суше и по дну океана, в скором времени помогут ученым исследовать геологические структуры на дне моря и с большей точностью предсказывать землетрясения.
О первом таком опыте рассказали ученые из Университета Беркли в Калифорнии, опубликовавшие статью в престижном научном журнале Science.
В ней они рассказали об эксперименте, в ходе которого им удалось использовать двадцать километров такого кабеля в качестве эквивалента десяти тысячам сейсмических датчиков, установленных на дне океана. Благодаря этому эксперименту, проведенному в заливе Монтерей у центрального побережья Калифорнии в течение четырех дней ученые
даже зарегистрировали землетрясение магнитудой 3,5, источником которого были зоны глубинных разломов.
Новая техника, ранее опробованная ранее на суше, может дать ученым данные для предсказания землетрясений в океане, где на сегодняшний момент существует очень мало сейсмических станций, из-за чего 70% поверхности планеты остается не покрытой сейсмодатчиками.
«Есть огромная потребность в сейсмологии на дне океана. Любые инструменты, которые вы погружаете в океан, даже если это происходит всего в пятидесяти километрах от берега, будут очень полезны», — считает Нейт Линдси, автор исследования.
В своем эксперименте ученые использовали 20-километровый участок оптоволоконного кабеля, проложенного по дну залива еще 17 лет назад к сейсмической станции на дне – тогда это был первый сейсмодатчик в истории, помещенный на дне Тихого океана. Однако в опыте использовался не датчик, а сам оптический кабель. Ученые подключили к нему прибор, посылающий короткие лазерные импульсы, и стали ловить обратно рассеянные поверхностью оптоволкна фотоны, свойства которых позволяли судить о напряжении кабеля в различных точках.
Величина рассеяния измерялась каждые два метра, что превратило 20-километровый кабель в цепочку из 10 тыс. сейсмодатчиков.
«Такие системы чувствительны к колебаниям порядка нанометров до сотен пикометров на каждом метре длины. Это соответствует изменению на уровне одной миллиардной доли», — пишут авторы.
Ранее в этом году ученые сообщили о результатах аналогичного полугодового эксперимента, в котором использовали 22-километровый участок кабеля в районе Сакраменто. Этот метод тогда позволил ученым отследить сейсмическую активность территории, промышленные шумы с более высокой точностью, чем это позволяют сделать традиционные сейсмостанции.
«Прелесть оптоволоконной сейсмологии в том, что вы можете использовать телекоммуникационные кабели вместо размещения тысяч сейсмометров, — пояснила Линдси. – Вы просто берете кабель и подключаете прибор к его концу».
В ходе подводного эксперимента ученые смогли зафиксировать различные отголоски землетрясения, которое произошло в 45 километрах на суше, и открыть подводную зону разлома, о которой ранее не было известно.
В октябре ученые сообщили о том, что в Южной Калифорнии впервые за 500 лет начал движение разлом в земной коре под названием Гарлок, способный вызвать землетрясение магнитудой 8 баллов, выяснили исследователи из Калифорнийского Технологического института. Посвященная этому статья была опубликована в журнале Science. Движению тектонического разлома способствовала серия землетрясений в американском городе Риджкрест в июле 2019 года, когда за двумя крупными толчками в 6,4 и 7,1 балла последовали около тысячи менее сильных.
Разлом Гарлок длиной около 250 км расположен на территории юго-западных штатов США. Он идет с северо-востока на юго-запад по северной границе Мохавского тектонического блока и южным отрогам гор Сьерра-Невада, пересекает разлом Сан-Андреас в районе низменности Антелоп. Разлом образовался в результате изменения направления движения тихоокеанской плиты с параллельного побережью на параллельное разлому Сан-Андреас. Сейсмическая активность тут как правило невысокая, землетрясения (до 5,7 балла) обычно вызваны землетрясениями на других разломах.
До минувшего лета этого года Гарлок почти не сдвигался пятьсот лет. Его стороны расходились максимум на сантиметр в год. Но после череды землетрясений стороны разлома сместились на 2 сантиметра по вертикали.
Теперь прогнозирование землетрясений в этом районе практически невозможно, поскольку движения земной коры здесь не исследованы, а, значит, непредсказуемы.