Google的巨大的海底電纜是如何探測地震的?

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昨天我們報道過,根據新的研究,在世界各地傳輸數據的海底電纜網有一天可以用來追蹤地震和海嘯。在去年的一次測試中,谷歌的一條光纖電纜能夠通過檢測沿電纜發送的光脈沖中的扭曲,成功地接收到附近的地震,這是研究人員過去幾年來一直在研究的一種新方法。

\"我們能不能找到一種成本較低的方法,用地球物理傳感器覆蓋海洋?大洋底下遍佈瞭這種電信電纜基礎設施。如果你能把它們變成傳感器,那就太好瞭--這就是我們現在正在做的事情。\"加州理工學院地球物理學助理教授、今天發表在《科學》雜志上的研究報告的主要作者Zhongwen Zhan說。

除瞭向世界各地發送數據的主要工作之外,這些電纜有朝一日還可以在海嘯來襲時向岸上的人們發出預警。它們還可以讓地震學傢和地球物理學傢更近距離地觀察發生在水下的地震。由於目前幾乎所有用於探測地震的傳感器都在陸地上,這些電纜可以填補科學傢觀察地震活動能力的巨大空白。新穎的方法甚至不需要在現有的100多萬公裡橫穿海底的光纜網中安裝任何新設備。

新的方法利用瞭這些光纜已經設計好的功能。當光纜一端的發射器發出傳輸數據的光信號時,光波就會朝一個特定的方向定向。如果發生地震,可能會震動、彎曲或扭曲電纜--這就改變瞭光波的方向。在電纜的另一端,谷歌會註意到扭曲,並對其進行糾正。現在,它想把它的數據,即所謂的光的 \"偏振狀態\"的變化,分享給像Zhan這樣的地震學傢,這樣他們就可以研究造成扭曲的地震。

在2019年12月至2020年9月期間,Zhan的研究團隊使用谷歌從加州洛杉磯到智利瓦爾帕萊索的10500公裡長的電纜 \"居裡\"記錄瞭大約20次中度到大地震。這條電纜還能夠接收到風暴引起的海洋中的浪潮。這表明該技術也可以用來發現海嘯,而海嘯是由地震引發的。在海嘯離岸邊還很遠的時候就能看到海嘯,可以挽救生命。除瞭比現有的少量專門用於尋找海嘯的傳感器有更好的海洋視野外,光纜還可以更快地將警告發送到岸上--也許在幾毫秒內。

谷歌去年7月在博客中寫道:\"我們對與光學、海底和地震研究界合作的可能性感到謙卑和興奮,利用我們所有的電纜基礎設施為社會帶來更大的利益。\"不久前,該公司已經聯系瞭Zhan,進一步開發海底地震傳感的新方法。

\"我們希望這種新方法能夠真正讓人們有更好的機會在早期發現這些事件,從而讓人們有更多的時間做出反應。\"Zhan說。

2018年,類似的研究發表瞭,顯示海底電纜有可能檢測到地震和海嘯--但這種方法有一些局限性。電纜需要安裝專門的設備,將激光射到電纜上。相比之下,這種新方法可以節省資金,因為它不需要任何新的基礎設施。還有人擔心,在電纜上加裝設備可能會打開安全漏洞的大門,讓壞人獲取通過網絡發送的數據。Zhan說,這不是新方法的問題,科學傢在研究光的偏振時,無法看到傳輸內容的信息。

\"這是一種完全安全的方式,利用已有的基礎設施來做一些對社會和科學有益的事情,\"Zhan說。

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  • 本文由 发表于 2021年2月27日
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