作者:李木子 来源: 中国科学报 发布时间:2024-4-25
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黑科技:用“暗纤维”绘制地球内部地图

 

本报讯 研究表明,被称为“暗纤维”的未联网电缆可以用来感应地下的地震波。如今,地球物理学家开始越来越多地使用这些信号研究地下的各个方面,包括隐藏的地热能源和地震危害。

“如果光纤所在位置发生大地震,那么传输的声音频率就会轻微失真。”瑞士苏黎世联邦理工学院的Andreas Fichtner表示,地震甚至轻微的环境地震活动,会轻微拉伸纵横交错的光纤电缆网络,或者使其变形,这些网络承载着互联网和大部分的电信数据。

通过这种电缆发射的激光脉冲,并测量反向散射,研究人员记录到传统传感器无法捕捉的地震活动,包括海底地震和火山活动。美国莱斯大学的Jonathan Ajo-Franklin说:“在地球的大部分地区进行高密度测量是一项庞大的工作。”

在不中断服务的情况下,这种测量无法通过大多数正在传输数据的光纤电缆进行。但是电信公司经常在其网络中建立额外的光纤,后者在被租用之前一直处于离线状态。而越来越多的研究人员正在利用这些“暗纤维”记录地震活动,并详细绘制地下地图。

Ajo-Franklin和同事最近完成了一项数据收集工作,以证明可以使用暗纤维寻找隐藏的地热能源。几年来,他们使用一根28公里长的暗纤维收集美国加州帝王谷周围的环境地震数据,并利用记录到的地震波的速度变化,绘制出地下3公里处的详细横截面。

这幅地图揭示了一个以前从未绘制的断层。它还呈现了一个低速波区域,研究人员认为这与隐藏在地表下的地热能源有关。这些能源过去通常是通过石油和天然气勘探钻井确定的。Ajo-Franklin说,用光纤找到它,表明这种方法可以成为“一种工具,从而在正确的地方显示这些类型系统的特征”。

没有参与该项目的Fichtner说,利用这种方法可能不会在其他地方发现新的地热资源。因为对于广泛的光纤基础设施来说,电缆往往集中在人们居住的地方,而不是在可能进行勘探的偏远地区。“在某些方面,他们很幸运,因为光纤电缆恰好位于地热储层的顶部。”

但他表示,暗纤维可以提供一种强大的方式来创建城市地下的高分辨率图像,那里的光纤网络最密集,详细的地图可能有助于了解地震危害。

就在本月,Fichtner和同事还将尝试使用连接希腊两个地震活跃岛屿的暗纤维监测此类地震。(李木子)

《中国科学报》 (2024-04-25 第2版 国际)
 
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