כבלים סיבים אופטיים יכולים לייצר מפות תת קרקעיות ברזולוציה גבוהה

סדרה של רעידות אדמה ורעידות משנה הרעידו את אזור Ridgecrest בדרום קליפורניה בשנת 2019. חישה אקוסטית מבוזרת (DAS) באמצעות כבלים סיבים אופטיים מאפשרת הדמיה תת-קרקעית ברזולוציה גבוהה, מה שיכול להסביר את ההגברה הנצפית באתר של רעידות אדמה.

מידת התנועה של הקרקע במהלך רעידת אדמה תלויה מאוד במאפיינים של סלע ואדמה ממש מתחת לפני השטח של כדור הארץ. מחקרי דוגמנות מצביעים על כך שרעד קרקע מוגבר באגני משקע, שעליהם ממוקמים לעתים קרובות אזורים עירוניים מאוכלסים. עם זאת, הדמיה של מבנה קרוב לפני השטח סביב אזורים עירוניים ברזולוציה גבוהה הייתה מאתגרת.

יאנג וחב'. פיתחו גישה חדשה של שימוש בחישה אקוסטית מבוזרת (DAS) כדי לבנות תמונה ברזולוציה גבוהה של מבנה קרוב לפני השטח. DAS היא טכניקה מתפתחת שיכולה לשנות את הקייםכבלים סיבים אופטייםלתוך מערכים סייסמיים. על ידי ניטור שינויים באופן שבו פולסי האור מתפזרים כשהם עוברים דרך הכבל, מדענים יכולים לחשב שינויים קטנים במתח בחומר המקיף את הסיב. בנוסף לרישום רעידות אדמה, DAS הוכיח את עצמו שימושי במגוון יישומים, כמו מתן שם ללהקת הצעדה הקולנית ביותר במצעד הוורדים 2020 וחשיפת שינויים דרמטיים בתנועת כלי רכב במהלך פקודות השהייה בבית COVID-19.

חוקרים קודמים השתמשו מחדש ברצועת סיבים של 10 קילומטרים כדי לזהות רעידות משנה בעקבות רעידת האדמה בעוצמה של 7.1 Ridgecrest בקליפורניה ביולי 2019. מערך ה-DAS שלהם זיהה בערך פי שישה רעידות משנה קטנות מאשר חיישנים קונבנציונליים במהלך תקופה של 3 חודשים.

במחקר החדש, החוקרים ניתחו נתונים סיסמיים מתמשכים שנוצרו על ידי תנועה. נתוני ה-DAS אפשרו לצוות לפתח מודל מהירות גזירה קרוב לפני השטח ברזולוציית תת-קילומטרים הגבוהה בשני סדרי גודל מדגמים טיפוסיים. מודל זה חשף שלאורך הסיב, אתרים שבהם רעידות משנה יצרו יותר תנועת קרקע התכתבו בדרך כלל עם מהירות הגזירה נמוכה יותר.

מיפוי סיסמיים בקנה מידה עדין כזה יכול לשפר את ניהול הסיכונים הסיסמיים העירוניים, במיוחד בערים שבהן רשתות סיבים אופטיות כבר עשויות להיות נוכחות, מציעים המחברים.