Na całym świecie podwodne światłowody biegną po dnie mórz i oceanów, tworząc niezwykłą sieć telekomunikacyjną łączącą wszystkie kontynenty i dużą część zamieszkanych wysp. Innowacyjne wykorzystanie istniejącego kabla u wybrzeży Hiszpanii pozwoliło naukowcom dowiedzieć się, w jaki sposób w oceanie generowany jest hałas sejsmiczny.
Naukowcy wykorzystali przesyłające internet kable światłowodowe, aby przezwyciężyć długotrwałe wyzwanie geofizyczne: ustalenie, skąd w oceanie pochodzi szum sejsmiczny. Niewielkie wibracje Ziemi, zwane mikrosejsmami, są wszechobecne. Naukowcy nie mieli jednak sposobu na zlokalizowanie ich źródeł w morzu. Zmieniło to nowatorskie wykorzystanie sprzętu telekomunikacyjnego.
Światłowody to wciąż ważny element infrastruktury telekomunikacyjnej. Chociaż prężnie rozwija się technologia 5G, a także trwają badania nad 6G, to rola światłowodów nie maleje. Pisaliśmy o nich na naszym blogu w artykule „Światłowody – co to jest i czy wciąż mają sens?”.
Badacze wysłali impulsy laserowe za pośrednictwem komercyjnego kabla światłowodowego łączącego Walencję w Hiszpanii z Palmą na Majorce. Następnie naukowcy zmierzyli niewielką ilość światła, które odbiło się z powrotem przez kabel. Zastosowali technikę zwaną „rozproszonym wykrywaniem akustycznym” (DAS – distributed acoustic sensing). Kiedy drgania sejsmiczne poruszyły kabel, zmieniły też sposób powrotu światła do źródła i pozwoliły naukowcom zidentyfikować pochodzenie mikrosejsmów.
Skąd biorą się mikrosejsmy? Światłowód doprowadził do źródła
Naukowcy odkryli, że mikrowibracje pochodziły z regionu źródłowego o średnicy od kilku do około 10 kilometrów. Region ten migrował w zakresie odległości od 7 do 27 km od wybrzeża, w miejscu, gdzie ocean miał głębokość od 25 do 100 metrów. Jednak najsilniejsze wibracje nie zawsze znajdowały się w pobliżu źródła mikrosejsmów. Czasami były one najsilniejsze na obszarach położonych bliżej lub dalej od brzegu.
Naukowcy stawiają hipotezę, że te ciągłe zmiany są możliwe, ponieważ to interakcje fal na powierzchni morza są przyczyną mikrosejsmów. Natomiast zmienny charakter lokalnych wiatrów oznacza, że zmienia się również działanie fal. Tymczasem właściwości środowiska podwodnego, takie jak głębokość, nachylenie dna morskiego i prędkość sejsmiczna struktury podpowierzchniowej, mogą również wpływać na mikrosejsmy. Być może wyjaśnia to, dlaczego nie zawsze były najsilniejsze w pobliżu źródła. Może to też sugerować, że wzbudzenie mikrosejsmów prawdopodobnie różni się w zależności od głębokości zbiornika wodnego. Autorzy badania twierdzą, że ich wyniki ujawniają duży potencjał metody DAS w zrozumieniu aktywności mikrosejsmicznej.
Ocean jest niezwykle ważnym źródłem informacji o naszej planecie. O tym, jak obserwacje satelitarne oceanu pozwalają badać wnętrze Ziemi, pisaliśmy na naszym blogu w artykule „Czego w szkole Ci nie powiedzieli o ziemskim polu magnetycznym? (cz. 5: satelity SWARM oraz prądy w oceanie)”.
Źródło: EOS