Els cables de fibra òptica poden produir mapes subterranis d'alta resolució

Una sèrie de terratrèmols i rèpliques van sacsejar la zona de Ridgecrest al sud de Califòrnia el 2019. La detecció acústica distribuïda (DAS) que utilitza cables de fibra òptica permet obtenir imatges subterrània d'alta resolució, que poden explicar l'amplificació observada del terratrèmol.

La quantitat de moviment del sòl durant un terratrèmol depèn en gran mesura de les propietats de la roca i el sòl just sota la superfície de la Terra.Els estudis de modelització suggereixen que la sacsejada del sòl s'amplifica a les conques sedimentàries, on sovint es troben les zones urbanes poblades.Tanmateix, la imatge de l'estructura propera a la superfície al voltant de les zones urbanes en alta resolució ha estat un repte.

Yang et al.han desenvolupat un nou enfocament per utilitzar la detecció acústica distribuïda (DAS) per construir una imatge d'alta resolució de l'estructura propera a la superfície.El DAS és una tècnica emergent que pot transformar l'existentcables de fibra òpticaen matrius sísmiques.Mitjançant el seguiment dels canvis en com es dispersen els polsos de llum mentre viatgen pel cable, els científics poden calcular petits canvis de tensió en el material que envolta la fibra.A més d'enregistrar terratrèmols, el DAS ha demostrat ser útil en una varietat d'aplicacions, com ara anomenar la banda de música més forta a la Rose Parade 2020 i descobrir canvis dramàtics en el trànsit de vehicles durant les comandes de quedar-se a casa de la COVID-19.

Els investigadors anteriors van reutilitzar un tram de fibra de 10 quilòmetres per detectar les rèpliques després del terratrèmol de Ridgecrest de magnitud 7,1 a Califòrnia el juliol del 2019. La seva matriu DAS va detectar unes sis vegades més petites rèpliques que els sensors convencionals durant un període de 3 mesos.

En el nou estudi, els investigadors van analitzar les dades sísmiques contínues produïdes pel trànsit.Les dades del DAS van permetre a l'equip desenvolupar un model de velocitat de cisalla propera a la superfície amb una resolució subquilòmetre dos ordres de magnitud superior als models típics.Aquest model va revelar que al llarg de la fibra, els llocs on les rèpliques produïen més moviment del sòl es corresponien generalment amb els llocs on la velocitat de cisalla era menor.

Aquests mapes de risc sísmic a escala fina podrien millorar la gestió del risc sísmic urbà, especialment a les ciutats on les xarxes de fibra òptica ja estan presents, suggereixen els autors.