Оптоволоконный кабель превратили в сейсмограф

Исследователи из Стэнфордского университета создали и протестировали систему обнаружения сейсмических волн с помощью оптоволокна. В отличие от похожих технологий, используемых для отслеживания разрушений в сооружениях, оптоволокно не было жестко закреплено. Об этом сообщает пресс-релиз университета.

Для наблюдения за сейсмической активностью используются сети сейсмографов. Такие наблюдения позволяют определить эпицентр землетрясения, составить карту наиболее сейсмически активных зон, а в некоторых случаях получить данные о сильных толчках заранее. Одной из проблем таких детекторов является их высокая стоимость, из-за чего из них сложно составить плотную сеть с небольшим расстоянием между детекторами.

Американские исследователи решили использовать другой подход для того, чтобы создать относительно недорогой тип детектора. Для этого они использовали оптоволокно. Оно уже используется некоторыми компаниями для отслеживания изменений в структуре больших сооружений, но для этого его приходится жестко закреплять. Исследователи решили свободно расположить волокно в трубах таким же образом, как располагают оптоволоконные кабели для связи. Обнаружение колебаний осуществляется за счет того, что лазерный луч, посланный по оптоволокну отражается обратно, рассеиваясь на примесях или дефектах в нем. Измеряя с высокой точностью время, за которое возвращается сигнал, ученые могут определить, что волокно растягивается или сжимается.

Ученые построили в кампусе своего университета тестовый оптоволоконный детектор длиной 4,8 километра, и за год зафиксировали с его помощью более 800 сейсмических событий, в том числе

в Мексике в сентябре 2017 года.

Проблема свободного расположения оптоволокна заключается в том, что в такой конфигурации оно регистрирует много посторонних колебаний, и определить среди них искомые довольно сложно. Тем не менее, исследователи научились выделять среди общего массива данных те, которые соответствуют сейсмическим толчкам и даже разделять P- и S-волны. Подробности о фильтрации сигналов ученые планируют описать в соответствующей статье, которая будет опубликована в январе 2018 года. Также они визуализировали часть полученных данных в рамках проекта Big Glass Microphone.

В 2016 году американские ученые разработали приложение для смартфонов MyShake для регистрации сейсмической активности. Оно собирает данные с акселерометров и GPS-приемников множества смартфонов, и таким образом превращает их в глобальную сеть сейсмодетекторов. За полгода работы эта сеть обнаружила более 400 землетрясения по всему миру.

Григорий Копиев