Laseri za seizmički nadzor mogu biti budućnost za zaštitu globalnih komunikacionih kablova

Laseri za seizmički nadzor mogu biti budućnost za zaštitu globalnih komunikacionih kablova

Dubine okeana dom su složenog ekosistema morskih organizama, ali i ogromne mreže kablova koji se protežu širom sveta koji pomažu u komunikaciji. Zemljotresi i cunamiji mogu potencijalno oštetiti ove važne kablove. Zemljina površina je više od 70% vode, što predstavlja izazov za naučnike koji prate ovu seizmičku aktivnost.

Međutim, sami kablovi nude potencijalnu novu tehniku za praćenje seizmičke aktivnosti pomoću laserske svetlosti. Nedavna studija istraživača iz Geo-Ocean-a i njihovih saradnika objavljenih u Earth and Planetari Science Letters koristila je lasersku tehnologiju, nazvanu Brillouin optička vremenska reflektometrija (BOTDR), za praćenje strukturalnog zdravlja ovih kablova u skoro realnom vremenu. Obično se ova tehnika koristi za praćenje velikih inženjerskih projekata, kao što su brane i mostovi. Primena ove tehnologije u podmorničkom okruženju znači da se kablovi koji su veoma osetljivi na oštećenja mogu odmah identifikovati radi popravke.

Naučnici su koristili daljinski upravljano vozilo za postavljanje kabla dugačkog 6 km za merenje naprezanja 2.100 metara ispod površine mora. Bio je priključen na ogroman optički kabl dug 29 km kako bi se izmerila aktivnost zemljotresa na moru Katanije na Siciliji. Ovo je uključivalo ispaljivanje lasera ​​(koji se sastojao od stotina hiljada impulsa tokom dva sata) kroz jedan kraj optičkog kabla i otkrivanje tačaka u kojima se svetlost raspršila na nesavršenostima, naglašavajući oblasti gde je kabl na neki način deformisan.

Tokom 21 meseca, počevši od oktobra 2020. godine, otkrili su da je kabl u proseku povećan u dužini od 2,5 cm, što se može pripisati deformaciji izazvanoj napetošću gde kabl prelazi rased Severni Alfeo na morskom dnu. Ova oblast je sklona rasedima (gde dve tektonske ploče klize jedna pored druge), iako je deo proučavanja doživeo subdukciju uske ploče ispod Jonskog mora ispod severoistočne Sicilije, što je rezultiralo naprezanjem koje je dostiglo 500 m u oba smera od tačka prelaska raseda.

Dalji testovi su postavili 79 vreća peska, težine po 25 kg, u intervalima od 120 metara duž kabla, što je rezultiralo produženjem jer je kabl tonuo u meke sedimente ispod i bio rastegnut do 4 cm. Važno je da ovo istezanje nije bilo ograničeno samo na oblast gde su vreće peska ispuštene, već je zapravo uticalo na dvostruku dužinu intervala. Ovo je važan nalaz, jer se komunikacioni kablovi zakopavaju ispod velikog opterećenja, kao što je uzrokovano pokretnim blokovima ili slijeganjem sedimenta tokom kretanja raseda, jakim strujama na dnu ili tokovima zamućenosti (mešavina vode i taloga koja brzo teče niz padinu pri brzinama do 20 metara u sekundi), može imati značajan uticaj na sposobnost komunikacionih kablova da izdrže takvu napetost i održe svoj integritet.

Uprkos tome, postoje pozitivne vesti, jer elastična svojstva kabla znače da se deo naprezanja vremenom raspršuje; stoga, kabl ima izvestan potencijal da „ispravi“ oštećenje i stoga je manja verovatnoća da će se u potpunosti prekinuti.

Područje Italije u studiji iskusilo je razorne zemljotrese u prošlosti, kao što je događaj iz 1693. koji je rezultirao sa 12.000 smrtnih slučajeva samo u Kataniji, ili noviji zemljotres iz 1908. godine kada je do 82.000 ljudi tragično izgubilo život u oblasti poznatoj kao Kalabrijski luk, čiji je deo Katanija. Nova upotreba laserske tehnologije može značiti da se seizmička aktivnost može identifikovati pre zemljotresa i omogućiti vreme za planiranje strategija koje bi mogle da ublaže štetu po život, infrastrukturu i naše komunikacije.