Оптоволоконний кабель перетворили на сейсмограф

Дослідники зі Стенфордського університету створили і протестували систему виявлення сейсмічних хвиль за допомогою оптоволокна. На відміну від схожих технологій, що використовуються для відстеження руйнувань у спорудах, оптоволокно не було жорстко закріплено. Про це повідомляє прес-реліз університету.

Для спостереження за сейсмічною активністю використовуються мережі сейсмографів. Такі спостереження дозволяють визначити епіцентр землетрусу, скласти карту найбільш сейсмічно активних зон, а в деяких випадках отримати дані про сильні поштовхи заздалегідь. Однією з проблем таких детекторів є їх висока вартість, через що з них складно скласти щільну мережу з невеликою відстанню між детекторами.

Американські дослідники вирішили використовувати інший підхід для того, щоб створити відносно недорогий тип детектора. Для цього вони використовували оптоволокно. Воно вже використовується деякими компаніями для відстеження змін у структурі великих споруд, але для цього його доводиться жорстко закріплювати. Дослідники вирішили вільно розташувати волокно в трубах таким же чином, як мають оптоволоконні кабелі для зв'язку. Виявлення коливань здійснюється за рахунок того, що лазерний промінь, посланий по оптоволокну відображається назад, розсіюючись на домішках або дефектах в ньому. Вимірюючи з високою точністю час, за який повертається сигнал, вчені можуть визначити, що волокно розтягується або стискається.

Вчені побудували в кампусі свого університету тестовий оптоволоконний детектор довжиною 4,8 кілометра, і за рік зафіксували з його допомогою понад 800 сейсмічних подій, у тому числі землетрус в Мексиці у вересні 2017 року.

Проблема вільного розташування оптоволокна полягає в тому, що в такій конфігурації воно реєструє багато сторонніх коливань, і визначити серед них шукані досить складно. Тим не менш, дослідники навчилися виділяти серед загального масиву даних ті, які відповідають сейсмічним поштовхам і навіть розділяти P- і S-хвилі. Подробиці про фільтрацію сигналів вчені планують описати у відповідній статті, яка буде опублікована в січні 2018 року. Також вони візуалізували частину отриманих даних в рамках проекту Big Glass Microphone.

У 2016 році американські вчені розробили додаток для смартфонів MyShake для реєстрації сейсмічної активності. Воно збирає дані з акселерометрів і GPS-приймачів безлічі смартфонів, і таким чином перетворює їх на глобальну мережу сейсмодетекторів. За півроку роботи ця мережа виявила понад 400 землетрусу по всьому світу.