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          斯坦福大學:光纖電纜可用于監測地震

          2017-10-25

            雖然目前的地震儀可以精確地拾取輕微的震顫,但它們的距離相對較短。不過,現在,斯坦福大學的研究表明,廣泛的地震檢測網絡已經可以存在于我們的腳下:承載高速互聯網的光纖電纜。

          光纖電纜
           

          由于光纖通過在類似玻璃板透明的電纜上反彈光信號而起作用,因此可以測量該信號的微小干擾。這種稱為分布式聲學傳感(DAS)的技術已經在石油和天然氣行業進行工作。
          該研究的合著者艾琳·馬丁(Eileen Martin)說:“DAS的工作原理就是隨著光線沿著纖維傳播,它遇到玻璃中的各種雜質并反彈。如果光纖完全靜止,那么反向散射信號總是看起來一樣,但是如果光纖在某些區域開始拉伸 - 由于振動或應變,信號會發生變化。”
          為了測試這些電纜是否可以用于監測和測量地震,斯坦福大學按照數字8的形狀安裝了三英里(4.8公里)的光纖,配有激光詢問器,用于記錄任何運動。
          據稱,這個斯坦福大學設置的光纖地震觀測臺在其運行第一年能夠記錄800多個事件。這包括來自附近采石場的爆炸聲,小型地震,甚至在今年9月8日巨大的8.2級事件,摧毀了墨西哥中部,距離斯坦福大學設置約2,000英里(3,220公里)。有一次,傳感器從同一來源拾取兩次地震,其震級為1.6和1.8。
          首席研究員Biondo Biondi說:“正如預期的那樣,兩次地震都是相同的波形或模式,因為它們起源于同一個地方,但是地震的幅度更大。這表明光纖地震觀測站可以正確區分不同的震級。”
          同樣,地震觀測站也能夠分辨出S波和P波之間的差異,以不同速度波紋地震的沖擊波。 P波通常比S波早得多,但遠遠較弱,因此檢測它們是有效預警系統的關鍵。
          雖然他們的光纖地震觀測站已經顯示出一些初步結果,但研究人員指出,傳統的地震儀對于監測地震仍然更加敏感,但是光纖地震觀測系統還有其他優點,例如經濟性、廣泛性等。
          Biondi說:“我們可以使用已經部署用于電信目的的預先存在的光纖,不斷地聆聽和監測地球。我們網絡中的每一米光纖都像傳感器一樣,成本低于一美元,而傳統地震儀創建的網絡無法具有這種覆蓋密度和成本優勢。”

           

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