海底電纜借助聲波感測地震

By on December 3, 2019

原文刊於信報財經新聞「StartupBeat創科鬥室

圖中粉紅色一段為測試電纜,長度約20公里,上面細分為一萬個部分。(UC Berkeley圖片)

圖中粉紅色一段為測試電纜,長度約20公里,細分為一萬個部分。(UC Berkeley圖片)

地震學家多半從陸地儀器蒐集數據,對海床一直缺乏長期監測及研究,導致現今人類對地震活動的了解,僅限於地球表面三分一。最近有一項研究發現,鋪設在海底的光纖電纜,不但是國際電訊的大動脈,更是測量地震的神經線。

採DAS技術 簡單便捷

科技媒體TechCrunch報道,美國加州大學柏克萊分校的研究團隊嘗試在現有的海底電纜上加裝儀器,採用「分散式聲波感測」(DAS)技術,以監測地震及斷層系統。是次研究由美國能源部贊助,結果發表在《科學》(Science)學術期刊上。

消息指出,團隊以DAS技術,以光子學設備將短脈衝激光,沿着海底電纜發送出去。當海底出現地殼活動時,會令電纜移動或改變方向,導致光線散射並扭曲,出現「反向散射」(Backscatter)現象。

為詳細驗證這技術的成效,團隊把蒙特雷灣水族館研究機構(MBARI)電纜接上DAS系統,隨即收集大量可供驗證的數據,例如:輕微的內陸地震活動、已知但未掃描的海灣斷層圖,以及暗示地震的水流活動。

這技術毋須在整條電纜上加裝太多設備或中繼器,只要把儀器連接光纖末端,即可簡單完成基本安裝。研究人員可每隔兩米距離測量一次「反向散射」現象。換言之,一條20公里長的光纖電纜,相當於一萬個傳感器。在短脈衝激光加持下,系統對數據變化極之敏感,足以測量十億分之一差異。不過,這項技術也面對一些挑戰,例如測量「反向散射」的訊號,或可能干擾到其他訊號,影響網絡傳輸的穩定性。此外,現時的海底光纖電纜,大多由亞馬遜、fb、谷歌、微軟等科企擁有,加上要各地政府配合,達成多方合作殊不容易。

MBARI電纜設於近九百米深的海底,其中一端接駁大量科學儀器。 (MBARI圖片)

MBARI電纜設於近九百米深的海底,其中一端接駁大量科學儀器。 (MBARI圖片)

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