监测海洋地震新技术：海底光纤电缆

2018-06-19 08:50

地球表面大约70％被水覆盖，而几乎所有的地震探测器都在陆地上。除了一些昂贵的由电池供电的传感器被沉入海底并随后取回以及与陆地连接的几个近岸探测器阵列之外，地震学家无法监测波及海底的地震并有可能会产生海啸。

但是，在科学杂志中在线描述的一项技术有望利用覆盖世界的100多万公里长的海底光纤电缆，通过寻找沿着电缆传播的光信号的微小变化，科学家们可以探测并有可能定位地震。

该技术只需要比电缆两端的激光器多一点，并且能够接入电缆带宽的一小部分。至关重要的是，它不需要修改电缆本身，也不会影响其日常使用。该方法“可能会改变行业规则，”科罗拉多大学的地震学家Anne Sheehan说，“来自海洋地区的更多观测可能会填补一些相当大的差距。”

这一创新始于意外的发现，英国特丁顿国家物理实验室的计量学家Giuseppe Marra说，他负责欧洲实验室原子钟的连接。他正在测试从特丁顿到英国雷丁的79公里埋地电缆上的连接，并依靠稳定的，共振的激光环路。电缆附近的振动，即使是上面的交通噪声，都可以在不知不觉中弯曲。这可以缩短或延长光的行程距离，使其小于人的头发宽度，从而使共振光束略微偏离相位。

Marra习惯了这种背景噪音。但是当他从2016年10月回顾数据时，他看到的不止是平均噪音量。事实证明，这个月晚些时候意大利中部发生5．9级和6．5级地震的局部影响。“这是一个相当明显的时刻，” Marra说，他意识到这种噪音指出了探测地震的新方法。

Marra介绍说，这项新技术足够敏感，可以跨越数千公里宽的海洋盆地工作，以很低的成本监测海洋地震和相关环境变化。