کابل های فیبر نوری می توانند نقشه های زیرزمینی با وضوح بالا تولید کنند

مجموعه ای از زمین لرزه ها و پس لرزه ها منطقه Ridgecrest در جنوب کالیفرنیا را در سال 2019 لرزاند. سنجش صوتی توزیع شده (DAS) با استفاده از کابل های فیبر نوری تصویربرداری زیرسطحی با وضوح بالا را امکان پذیر می کند، که می تواند تقویت مکان مشاهده شده لرزش زمین لرزه را توضیح دهد.

میزان حرکت زمین در هنگام زلزله به شدت به خواص سنگ و خاک درست در زیر سطح زمین بستگی دارد.مطالعات مدل‌سازی نشان می‌دهد که لرزش زمین در حوضه‌های رسوبی، که اغلب مناطق شهری پرجمعیت روی آن‌ها قرار دارند، تقویت می‌شود.با این حال، تصویربرداری از ساختار نزدیک به سطح در اطراف مناطق شهری با وضوح بالا چالش برانگیز بوده است.

یانگ و همکارانرویکرد جدیدی برای استفاده از سنجش صوتی توزیع شده (DAS) برای ساختن تصویری با وضوح بالا از ساختار نزدیک به سطح ایجاد کرده‌اند.DAS یک تکنیک در حال ظهور است که می تواند موجود را تغییر دهدکابل های فیبر نوریبه آرایه های لرزه ایبا نظارت بر تغییرات در نحوه پراکندگی پالس های نور هنگام عبور از کابل، دانشمندان می توانند تغییرات کرنش کوچک در مواد اطراف فیبر را محاسبه کنند.علاوه بر ثبت زلزله، DAS در کاربردهای مختلفی مانند نام‌گذاری بلندترین گروه راهپیمایی در رژه رز 2020 و کشف تغییرات چشمگیر در ترافیک وسایل نقلیه در هنگام سفارش‌های ماندن در خانه COVID-19 مفید است.

محققان قبلی یک بخش 10 کیلومتری فیبر را برای شناسایی پس لرزه های پس از زلزله 7.1 ریشتری در کالیفرنیا در جولای 2019 تغییر کاربری دادند. آرایه DAS آنها حدود شش برابر پس لرزه های کوچک را نسبت به حسگرهای معمولی در طول یک دوره 3 ماهه شناسایی کرد.

در مطالعه جدید، محققان داده های لرزه ای پیوسته تولید شده توسط ترافیک را تجزیه و تحلیل کردند.داده‌های DAS به تیم اجازه داد تا یک مدل سرعت برشی نزدیک به سطح با وضوح زیرکیلومتری دو مرتبه بزرگ‌تر از مدل‌های معمولی توسعه دهند.این مدل نشان داد که در طول فیبر، مکان‌هایی که پس‌لرزه‌ها حرکت بیشتری در زمین ایجاد می‌کنند، به طور کلی با جایی که سرعت برشی کمتر است مطابقت دارد.

نویسندگان پیشنهاد می‌کنند که چنین نقشه‌برداری خطر لرزه‌ای در مقیاس ریز می‌تواند مدیریت ریسک لرزه‌ای شهری را بهبود بخشد، به‌ویژه در شهرهایی که ممکن است شبکه‌های فیبر نوری از قبل وجود داشته باشد.