斯坦福大学：光纤电缆可用于监测地震

2017-10-25

  虽然目前的地震仪可以精确地拾取轻微的震颤，但它们的距离相对较短。不过，现在，斯坦福大学的研究表明，广泛的地震检测网络已经可以存在于我们的脚下：承载高速互联网的光纤电缆。

 

由于光纤通过在类似玻璃板透明的电缆上反弹光信号而起作用，因此可以测量该信号的微小干扰。这种称为分布式声学传感（DAS）的技术已经在石油和天然气行业进行工作。
该研究的合着者艾琳·马丁（Eileen Martin）说：“DAS的工作原理就是随着光线沿着纤维传播，它遇到玻璃中的各种杂质并反弹。如果光纤完全静止，那么反向散射信号总是看起来一样，但是如果光纤在某些区域开始拉伸 - 由于振动或应变，信号会发生变化。”
为了测试这些电缆是否可以用于监测和测量地震，斯坦福大学按照数字8的形状安装了三英里（4.8公里）的光纤，配有激光询问器，用于记录任何运动。
据称，这个斯坦福大学设置的光纤地震观测台在其运行第一年能够记录800多个事件。这包括来自附近采石场的爆炸声，小型地震，甚至在今年9月8日巨大的8.2级事件，摧毁了墨西哥中部，距离斯坦福大学设置约2,000英里（3,220公里）。有一次，传感器从同一来源拾取两次地震，其震级为1.6和1.8。
首席研究员Biondo Biondi说：“正如预期的那样，两次地震都是相同的波形或模式，因为它们起源于同一个地方，但是地震的幅度更大。这表明光纤地震观测站可以正确区分不同的震级。”
同样，地震观测站也能够分辨出S波和P波之间的差异，以不同速度波纹地震的冲击波。 P波通常比S波早得多，但远远较弱，因此检测它们是有效预警系统的关键。
虽然他们的光纤地震观测站已经显示出一些初步结果，但研究人员指出，传统的地震仪对于监测地震仍然更加敏感，但是光纤地震观测系统还有其他优点，例如经济性、广泛性等。
Biondi说：“我们可以使用已经部署用于电信目的的预先存在的光纤，不断地聆听和监测地球。我们网络中的每一米光纤都像传感器一样，成本低于一美元，而传统地震仪创建的网络无法具有这种覆盖密度和成本优势。”