Az optikai kábelek nagy felbontású földalatti térképeket készíthetnek

Földrengések és utórengések sorozata rázta meg a dél-kaliforniai Ridgecrest területet 2019-ben. Az optikai kábeleket használó elosztott akusztikus érzékelés (DAS) nagy felbontású felszín alatti képalkotást tesz lehetővé, ami megmagyarázhatja a földrengés helyszíni felerősödését.

Az, hogy mennyit mozdul el a talaj egy földrengés során, erősen függ a kőzetek és a talaj tulajdonságaitól közvetlenül a Föld felszíne alatt. A modellezési vizsgálatok azt sugallják, hogy a talajrengés felerősödik az üledékes medencékben, amelyeken gyakran lakott városi területek találhatók. A városi területek körüli felszínközeli szerkezetek nagy felbontású képalkotása azonban kihívást jelent.

Yang et al. új megközelítést fejlesztettek ki az elosztott akusztikus érzékelés (DAS) használatára a felszínközeli szerkezet nagy felbontású képének elkészítésére. A DAS egy feltörekvő technika, amely képes átalakítani a meglévőtoptikai kábelekszeizmikus tömbökbe. A kábelen áthaladó fényimpulzusok szóródásának változásait figyelve a tudósok kiszámíthatják a szálat körülvevő anyag kis alakváltozásait. A földrengések rögzítése mellett a DAS számos alkalmazásban hasznosnak bizonyult, például a 2020-as Rose Parade leghangosabb felvonuló zenekarának megnevezésében és a járműforgalom drámai változásainak feltárásában a COVID-19 otthonmaradási parancsai során.

Korábbi kutatók egy 10 kilométeres szálszakaszt használtak újra a 2019. júliusi kaliforniai Ridgecrest 7,1-es magnitúdójú földrengést követő utórengések észlelésére. DAS-tömbjük körülbelül hatszor annyi kisebb utórengést észlelt, mint a hagyományos érzékelők 3 hónap alatt.

Az új tanulmányban a kutatók a forgalom által termelt folyamatos szeizmikus adatokat elemezték. A DAS-adatok lehetővé tették a csapat számára, hogy olyan felületközeli nyírósebesség-modellt dolgozzanak ki, amelynek felbontása két nagyságrenddel nagyobb, mint a tipikus modellek. Ez a modell feltárta, hogy a szál hossza mentén azok a helyek, ahol az utórengések nagyobb talajmozgást produkáltak, általában megfeleltek annak, ahol kisebb volt a nyírási sebesség.

Az ilyen finom léptékű szeizmikus veszélyek feltérképezése javíthatja a városi szeizmikus kockázatkezelést, különösen azokban a városokban, ahol optikai hálózatok már jelen lehetnek, javasolják a szerzők.