Investigadores de Caltech dicen que los cables de fibra óptica pueden detectar y medir terremotos

Jul 24, 2023

Miles de kilómetros de cables de fibra óptica, ya instalados en California, pueden revolucionar el estudio de los terremotos.

Una nueva investigación de Caltech utilizó una sección de fibra de telecomunicaciones para detectar y medir un terremoto de magnitud 6, reutilizando los conjuntos para extraer detalles más nítidos sobre el temblor.

Zhongwen Zhan, profesor de física en Caltech, dijo que la misma red de fibra óptica utilizada para Internet y televisión puede servir como una densa red de sismómetros improvisados ​​en un método llamado DAS, detección acústica distribuida.

"Si podemos obtener una cobertura más amplia para medir la actividad sísmica, podemos revolucionar la forma en que estudiamos los terremotos y proporcionar alertas más anticipadas", dijo Zhan. "Aunque no podemos predecir los terremotos, la detección acústica distribuida conducirá a una mejor comprensión de los detalles subyacentes a cómo se rompe la Tierra".

El nuevo estudio, publicado el martes en “Nature”, examinó las firmas de luz que viajan a través de un tramo de cable de fibra óptica en el este de Sierra Nevada durante el terremoto de magnitud 6 de Antelope Valley en 2021.

Los investigadores dijeron que esa sección de cable actuaba como 10.000 sismómetros y podía proporcionar características detalladas del temblor. Por ejemplo, mostró que el terremoto de 2021 estuvo compuesto por una secuencia de cuatro subeventos o rupturas más pequeños, mini terremotos que no pudieron ser detectados por una red sísmica convencional.

"El uso de cables de fibra óptica como una serie de sismómetros revela aspectos de la física de los terremotos que durante mucho tiempo han sido planteados como hipótesis pero que son difíciles de visualizar", dijo Zhan.

Imagínese usar un telescopio común y corriente y apuntarlo a Júpiter, añadió. Puedes ver el planeta, pero no sus lunas ni ningún detalle.

“Con un telescopio realmente potente, se pueden ver los detalles más finos de las superficies del planeta y la luna. Nuestra tecnología es como un poderoso telescopio para detectar terremotos”, afirmó Zhan.

El equipo de Zhan obtuvo acceso desde la ciudad de Pasadena para utilizar su red de fibra óptica para el estudio. Utilizaron emisores láser en un extremo del cable para disparar rayos de luz a través de las largas y delgadas hebras de vidrio que forman el núcleo del cable. Pequeñas imperfecciones en el vidrio reflejan la luz hacia la fuente, donde se registra. Luego, cada imperfección produce un punto de ruta rastreable o un lugar de parada a lo largo del cable.

Durante un terremoto, las ondas sísmicas que viajan a través del suelo hacen que el cable se mueva, cambiando el tiempo de viaje de la luz hacia y desde los puntos de referencia. Los científicos utilizaron la información que obtuvieron de estas imperfecciones para observar el movimiento de las ondas sísmicas.

Además de Zhan, los investigadores de Caltech incluyen a Jiaxuan Li, primer autor; Nadia Lapusta, profesora de ingeniería mecánica y geofísica de Caltech; el estudiante de posgrado Teaho Kim y el científico Ettore Biondi. La Fundación Nacional de Ciencias pagó el estudio.

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