تشخیص زلزله و سونامی با فیبر نوری

پیش از این همواره صحبت از غیرقابل پیش‌بینی بودن زمین لرزه بوده است اما محققان هیچ‌وقت برای یافتن راهی برای پیش‌بینی زودهنگام زلزله جهت جلوگیری از فاجعه انسانی دست برنداشته‌اند. به گزارش بیزینس اینسایدر، دانشمندان به‌تازگی با قراردادن یک شبکه کابلی به طول 4/914 کیلومتر در عمق دریای خلیج مونتری می‌توانند زندگی زیر دریا را مطالعه کنند. این کابل‌ها که در فاصله 51هزار متری از سطح اقیانوس آرام قرار دارد، صداهایی مانند صدای بلند دلفین و ناله‌های عمیق یک نهنگ را هم می‌تواند ضبط کند. این کابل‌ها حتی قادرند نور منتشر شده از جانوران زیر دریا مانند جلبک‌های سمی را هم دریافت کنند.
اما یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه رایس و دانشگاه برکلی کالیفرنیا، قابلیت مهم‌تر این شبکه کابلی را کشف کرده‌اند که آن چیزی نیست جز تشخیص لرزهای زمین زیر دریا.
سال گذشته محققان با انجام یک آزمایش 4روزه و با استفاده از 19کیلومتر شبکه کابلی زیردریا حرکاتی که در کف دریا رخ داد را مطالعه کردند. محققان می‌گویند طی این آزمایش توانستند زلزله‌ای 3.5 ریشتری را در شهر گیلوری در کالیفرنیای شمالی را در مارس 2018تشخیص بدهند. آنها همچنین طی این آزمایش‌ها توانستند یک گسل جدید را در کف اقیانوس کشف کنند. این فناوری می‌تواند در نهایت به آنها در کشیدن نقشه خطوط گسل در مناطقی که دانشمندان کمتر از آن می‌دانند یا به آن دسترسی ندارند درباره فعالیت‌های لرزه‌ای در کف اقیانوس کمک کند.
نیت لیندسی، نویسنده این مقاله می‌گوید: این اتفاق چیزی مانند درخشش لامپ‌های خیابانی در منطقه‌ای از کف دریاست. پیش از اینکه محققان آزمایش‌شان را در کف دریا امتحان کنند، این فناوری را روی زمین و با کابل‌های فیبر نوری زیرزمینی که از آمریکا تا دپارتمان انرژی - جایی که پروژه پایه‌گذاری شده بود- کشیده شده بود تست کردند. با آنکه در ساکرامنتو 202کیلومتر کابل زیر زمین کشیده شد اما محققان تنها از 22.5 کیلومتر آن استفاده کردند.
در ابتدا آنها دستگاهی به انتهای کابل‌ها وصل کردند که جرقه‌های نور را دریافت می‌کرد با حرکت زمین نوری که کابل دریافت کرده است پراکنده می‌شود و آن را به سمت دستگاه می‌فرستد. این امواج نور می‌تواند میزان قدرت زلزله را اندازه‌گیری کند. بعد از 6‌ماه آزمایش روی زمین محققان فناوری‌شان را با مشارکت سیستم تحقیقاتی «شتاب مونتری» با نام اختصاری MARS که دارای شبکه‌ای از کابل‌های فیبرنوری زیردریایی است به زیرآب بردند. هرسال کابل‌ها برای محافظت باید آفلاین شوند و همین موضوع فرصتی به دانشمندان می‌دهد تا فناوری‌شان را امتحان کنند.
آنها برای آزمایش‌شان بخشی از کابل‌هایی که از «ماس» - یک روستای کوچک ماهیگیری در ساحل خلیج مونتری- و یک منطقه حفاظت شده دریایی به‌نام سوکول کانیون کشیده شده بود استفاده کردند. آنها با نصب دستگاه به انتهای کابل‌های زیر‌دریایی می‌توانند شکستگی‌های کف دریا را ببینند و این منجر به کشف یک سیستم گسل جدید زیردریایی در اقیانوس آرام بین 2خط گسل بزرگ‌تر که به‌صورت موازی در کنار یکدیگر قرار گرفته بودند، شد. لیندسی در این‌باره می‌گوید: این گسل در مقایسه با سان‌آندریاس که دانشمندان معقتدند می‌تواند منشأ اصلی زمین لرزه بزرگ بعدی در کالیفرنیا باشد احتمالا خیلی خیلی کوچک‌تر و کمتر است.

توانایی رصد زلزله 
با آنکه حدود 70درصد زمین را آب فراگرفته است دانشمندان راه‌های زیادی برای اندازه‌گیری زلزله‌های دریایی ندارند. جاناتان آجو فرانکلین، پروفسور ژئوفیزیک‌دانشگاه رایس که روی این آزمایش کار کرده است گفت: سیستم‌هایی مانند MARS که توسط یک کابل به ساحل وصل شده‌اند آنقدر کمیاب هستند که به تعداد انگشتان یک دست یافت می‌شوند. او تخمین زد که تنها 3یا 4دستگاه می‌تواند به‌طور همزمان در منطقه West Coast عمل کنند. لیندسی نیز معتقد است درهرحالتی زمان آزمایش‌ها می‌تواند منجر به بالارفتن هزینه‌ها شود به‌طور مثال رصد خانه MARS 
13.5 میلیارد دلار هزینه در برداشته است. اما او همچنان فکر می‌کند شبکه‌های کابلی بهترین راه برای مطالعه تحرکات زمینی زیردریایی است. جان کالینز، محقق ارشد در مؤسسه  Woods Hole Oceanographic که روی این موضوع کار نکرده است، این تکنیک را بسیار آینده‌دار دانست. بروس هاو، یک اقیانوس‌شناس نیز از دانشگاه هاوایی فکر می‌کند این سیستم می‌تواند اطلاعات مفیدی را تامین کند. سنسورهای سنتی زلزله روی زمین به‌صورت معمول سرعت حرکت زمین را در یک نقطه واحد اندازه‌گیری می‌کند. اما کابل‌های فیبرنوری اجازه می‌دهد که محققان در طول مسیر بتوانند اندازه‌های مختلف را به‌دست بیاورند. وقتی که زلزله 3.5 ریشتری سال گذشته گیلوری را لرزاند محققان توانستند لرزه‌های امواج اقیانوس را ضبط کنند، وسیله‌ای که محققان ساخته‌اند شاید در نهایت به تشخیص زودهنگام سونامی هم کمک کند.