Laut Forschern könnte die frühe Erkennung von Erdbeben erheblich verbessert werden, indem das weltweit Internetnetzwerk mit einem bahnbrechenden neuen Algorithmus in die Internetnetzwerk erfolgt.
Glasfaserkabel, die für Kabelfernsehen, Telefonsysteme und die globale Webmatrix verwendet werden, können dank der jüngsten technologischen Fortschritte die seismischen Gerüchte messen, hat sich jedoch als problematisch erwiesen.
Ein neues Papier, das heute veröffentlicht wurde in Geophysical Journal International versucht, diese Herausforderungen zu bewältigen, indem ein einfacher physikbasierter Algorithmus an Glasfaserdaten angepasst wird, die dann Hand in Hand mit herkömmlichen Seismometermessungen verwendet werden können.
Dieser „aufregende“ Fortschritt konnte nicht nur in die vorhandenen Erdbeben -Frühwarnsysteme integriert werden, sondern auch dazu beitragen, seismische Aktivitäten im Zusammenhang mit Ausbruchvulkanen, geothermischen Bohrlöchern und Eisquälen zu erkennen.
„Die Fähigkeit, Glasfaserkabel in Tausende von seismischen Sensoren zu verwandeln bei Eth Zürich.
„Hier beugen wir uns darauf, den Nutzen von Tausenden von Sensoren mit einem einfachen physikbasierten Ansatz zu kombinieren, um Erdbeben mit einem Glasfaserkabel überall zu erkennen.
„Aufregend, kann unsere Methode Glasfaser- und traditionelle Seismometermessungen kombinieren, sodass die Glasfaser -Sensing in vorhandene Erdbeben -Frühwarnsysteme einbezogen werden kann.“
Distributed acoustic sensing (DAS) is a nascent technology that uses fibre optic cables to detect acoustic signals and vibrations. Es kann verwendet werden, um eine Vielzahl von Dingen zu überwachen, einschließlich Pipelines, Eisenbahnen oder der Unterseite.
Es hat daher das Potenzial, Glasfasernetzwerke – die Daten superschnell zu machen – in Messungen der seismischen Aktivität zu verwandeln, die zum Nachweis von Erdbeben verwendet werden können.
Dies ist verlockend, da Faser -optische Netzwerke in besiedelten Regionen und sogar in den Ozeanen allgegenwärtig sind und die Möglichkeit für weitaus detailliertere und effektivere seismische Überwachungsnetzwerke bieten als diejenigen, die derzeit existieren.
Dieses Potenzial in die Realität umzuwandeln, ist jedoch ein viel schwierigerer Vorschlag.
Das echte Fasernetzwerkgeometrien sind oft komplex-und Seismologen haben keine Kontrolle über die Geometrie. Darüber hinaus befinden sich Faserkabel häufig in lauten städtischen Umgebungen, was es schwierig macht, zwischen Erdbebenaktivitäten und anderen Quellen in der Art und Weise zu unterscheiden, wie traditionelle Seismometer tun.
Eine weitere Herausforderung besteht darin, dass DAS -Messungen nur auf Dehnung in der Achse der Faser empfindlich sind, während Seismometer die 3D -Bodenbewegung messen. Dies macht Oberflächenfaserkabel weitaus empfindlicher für langsamere S-Wellen (die nur durch Feststoffe fliegen und die zweiten Wellen sind, die während eines Erdbebens ankommen) als schnellere P-Wellen (die durch Flüssigkeiten und Feststoffe reisen), was bedeutet, dass es schwieriger ist Erdbeben erkennen und lokalisieren.
Eine Lösung besteht darin, Informationen aus traditionellen Seismometern und Glasfaserkabeln zu kombinieren, um Erdbeben zu erkennen, aber dies ist aufgrund der unterschiedlichen Instrumentenempfindlichkeiten und Messeinheiten nicht einfach.
The other issue is that turning a fibre optic cable into thousands of sensors generates a lot of data. Die Verarbeitung dieser Daten in Echtzeit ist für die Erdbebenüberwachung unerlässlich, sodass effiziente Datenverarbeitungsalgorithmen erforderlich sind.
Der neue Algorithmus bewirkt die Energie, die bei Empfängern – entweder Glasfaserkabelkanäle und/oder Seismometer – und diese Energie zurück durch Raum und Zeit zurückgreift, um einen kohärenten Energiepeak zu finden, der einem potenziellen Erdbeben entspricht.
Dieser Ansatz wurde auch als wirksam bei der Erkennung von Erdbeben bei Ausbruchvulkanen, geothermischen Bohrlöchern und Gletscher -Eisquälen festgestellt.
„Eine wichtige Stärke dieses physikbasierten Ansatzes ist, dass er auch in lauten Umgebungen gut funktioniert, da das Rauschen im Allgemeinen weniger kohärent ist als ein Erdbebensignal“, sagte Dr. Hudson.
„Es kann auch außerhalb des Boxs auf jedes Glasfasernetzwerk angewendet werden.“
Er fügte hinzu: „Obwohl wir nicht behaupten, das Problem mit dem großen Datenvolumen vollständig gelöst zu haben, präsentieren wir pragmatische Wege, um damit umzugehen, und unser Algorithmus wird in Echtzeit für die getesteten Datensätze ausgeführt.
„Die Methode wird Open-Source bereitgestellt, damit die breitere Seismologie-Gemeinschaft sofort profitieren kann.“
