加州理工學(xué)院的研究人員在周五(26)發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一項(xiàng)研究中證實(shí)了一個(gè)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究的假說(shuō),即電信公司使用的水下光纜可以監(jiān)視地震和海嘯的發(fā)生。 。
在去年通過(guò)地球物理學(xué)家和網(wǎng)絡(luò)工程師之間的跨學(xué)科合作進(jìn)行的這項(xiàng)工作中,Google的一根光纖電纜能夠利用沿電纜發(fā)送的光脈沖的畸變成功地檢測(cè)附近的地震。
在電視會(huì)議上談到研究時(shí),其資深作者,加利福尼亞理工學(xué)院的地球物理學(xué)家詹忠文強(qiáng)調(diào)了該項(xiàng)目的科學(xué)和社會(huì)意義,并解釋說(shuō),目前可用于勘探地震的大多數(shù)地球物理傳感器都在干旱的土地上,而大多數(shù)地質(zhì)過(guò)程都發(fā)生在海洋中。
詹總結(jié)說(shuō):“因此,我們利用海洋中已有的電纜,以相對(duì)可擴(kuò)展的方式檢測(cè)地震。我們認(rèn)為,將來(lái),我們也許可以將它們用于地震和海嘯的預(yù)警,這將使這些電信電纜成為真正的地球物理工具。
在實(shí)施和維護(hù)方面,海床的地球物理儀器化都是一項(xiàng)艱巨而昂貴的任務(wù)。詹和他的同事們?cè)?0,000公里長(zhǎng)的光纜(稱為Google的居里電纜)上使用了正常流量的極化方式,持續(xù)了9個(gè)月。
這種類型的電纜,在擁有全球最大搜索引擎的公司使用時(shí),更是如此,這意味著以極高的速度傳輸難以想象的數(shù)據(jù)量,以確保始終保持連接狀態(tài)。
另一方面,深水電纜比地面電纜的噪音要低,從而可以更好地感知電纜的張力。從邏輯上講,物理缺陷可能導(dǎo)致光的偏振變化,這在人類活動(dòng)或溫度波動(dòng)的情況下也會(huì)出現(xiàn)。
現(xiàn)在,由于海床溫度相對(duì)穩(wěn)定且?guī)缀鯖](méi)有人類活動(dòng),因此當(dāng)環(huán)境中出現(xiàn)小的地震波或來(lái)自海洋的大上升波通過(guò)時(shí),通過(guò)電纜本身的變形就很容易檢測(cè)到這些現(xiàn)象。
使這個(gè)利用電信流量的極化來(lái)檢測(cè)地震沖擊的項(xiàng)目更有希望的是,存在許多海底電纜來(lái)讀取此數(shù)據(jù)。雖然居里角的直徑約為地球直徑的五分之四,但現(xiàn)有的海底電纜網(wǎng)絡(luò)可能使地球繞圈20圈。
在記錄地球物理事件的半個(gè)世紀(jì)的歷史中,加利福尼亞理工學(xué)院于去年6月首次使用水下電纜來(lái)“聽(tīng)到”襲擊了墨西哥瓦哈卡市的7.1級(jí)地震。詹認(rèn)為,當(dāng)他們將居里角的信號(hào)干擾歸因于地震時(shí),這完全是出乎意料的,因?yàn)檫@是以前從未有人做過(guò)的事情。
目前,研究小組已經(jīng)在計(jì)算20次地震和30次海嘯的認(rèn)可度。由于電纜僅能檢測(cè)到干擾,因此科學(xué)家仍然無(wú)法檢測(cè)到地震事件的震中。但是,詹保證在將來(lái),可以像在水下GPS中一樣,對(duì)不同電纜中的受干擾極化進(jìn)行三角測(cè)量,以建立現(xiàn)象的震中。
在離海岸很遠(yuǎn)的地方檢測(cè)海嘯和地震是一項(xiàng)挽救生命的工作。根據(jù)Google的說(shuō)法,對(duì)于這種類型的現(xiàn)有檢測(cè),光纖電纜能夠比任何特定的傳感器更快地向地球發(fā)送警告,“可能在幾毫秒內(nèi)”。
去年7月,庫(kù)比蒂諾公司(Cupertino)在其博客上發(fā)表的一篇文章中充滿熱情,希望能夠“與光學(xué),水下和地震研??究界合作,利用我們所有的電纜基礎(chǔ)設(shè)施,以獲得更大的社會(huì)效益”。
在視頻會(huì)議結(jié)束時(shí),詹忠文強(qiáng)調(diào)了兩點(diǎn):經(jīng)濟(jì),因?yàn)檫@種方法不需要新的基礎(chǔ)架構(gòu);和安全性,因?yàn)榭茖W(xué)家無(wú)法看到有關(guān)電纜傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流量的任何類型的信息。