Kabeli od optičkih vlakana mogu proizvesti podzemne karte visoke rezolucije

Niz potresa i naknadnih potresa potresao je područje Ridgecresta u južnoj Kaliforniji 2019. Distribuirano akustično očitavanje (DAS) pomoću optičkih kabela omogućuje snimanje podzemnih slika visoke razlučivosti, što može objasniti opaženo pojačanje podrhtavanja potresa na mjestu.

Koliko se tlo pomiče tijekom potresa uvelike ovisi o svojstvima stijena i tla neposredno ispod Zemljine površine. Studije modeliranja pokazuju da je podrhtavanje tla pojačano u sedimentnim bazenima, na kojima se često nalaze naseljena urbana područja. Međutim, oslikavanje strukture blizu površine oko urbanih područja u visokoj razlučivosti bilo je izazovno.

Yang i sur. razvili su novi pristup korištenja distribuiranog akustičnog očitavanja (DAS) za konstruiranje slike visoke rezolucije strukture blizu površine. DAS je tehnika u nastajanju koja može transformirati postojećesvjetlovodni kabeliu seizmičke nizove. Prateći promjene u tome kako se svjetlosni impulsi raspršuju dok putuju kroz kabel, znanstvenici mogu izračunati male promjene naprezanja u materijalu koji okružuje vlakno. Osim snimanja potresa, DAS se pokazao korisnim u raznim primjenama, kao što je imenovanje najglasnijeg orkestara na Povorci ruža 2020. i otkrivanje dramatičnih promjena u prometu vozila tijekom COVID-19 naredbi o ostanku kod kuće.

Prethodni istraživači prenamijenili su 10-kilometarsku vlaknu kako bi detektirali naknadne potrese nakon potresa magnitude 7,1 Ridgecrest u Kaliforniji u srpnju 2019. Njihov DAS niz detektirao je oko šest puta više malih naknadnih potresa od konvencionalnih senzora tijekom razdoblja od 3 mjeseca.

U novoj studiji istraživači su analizirali kontinuirane seizmičke podatke koje je proizveo promet. DAS podaci omogućili su timu da razvije model brzine smicanja blizu površine s subkilometarskom rezolucijom dva reda veličine većom od tipičnih modela. Ovaj je model otkrio da duž duljine vlakna mjesta na kojima su naknadni potresi uzrokovali veće pomicanje tla općenito odgovaraju mjestima na kojima je brzina smicanja manja.

Takvo mapiranje seizmičkog hazarda u finoj skali moglo bi poboljšati upravljanje urbanim seizmičkim rizikom, posebno u gradovima gdje su mreže optičkih vlakana možda već prisutne, sugeriraju autori.