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光缆可兼作地震探测器、精确定位来源与震级

发表于:2017-12-05 01:49 作者:365bet 来源:365bet平台

虽然当前的地震仪能精密识别轻微的震动,但地震的早期预警依然是个难题,因其距离相对较短、且价格昂贵。 不过斯坦福大学的一项研究表明,我们其实早已在脚下预埋了一个大范围的地震探测网络,它就是用于城市高速互联网传输的光纤线缆。 光纤的工作原理是让光信号在玻璃纤维中跳跃传导,即便是细微的干扰,都可以在信号回传时被测量到。这项技术被称作“分布式声传感”(DAS),且早已被石油和天然气行业所运用。

斯坦福大学地底埋设的一条 3 英里(4.8 公里)光纤线缆,一年内可以探测到 800 起地震事件。

研究合著者 Eileen Martin 表示:

DAS 的工作方式是,当光信号在玻璃种遇到各种杂质和反弹的时候,如果线缆是完全静止的,那它的‘反向散射’(backscatter)将始终是一样的。

但若光纤在某些区域有‘伸展’—— 比如振动或应变导致 —— 那该信号就会有所变化。

为了研究这些线缆是否可以用来监测和评估地震,研究人员在斯坦福园区内埋设了一根 3 英里(4.8 公里)长的“8”字形光缆、辅以激光询问应答机,以记录任何动静。

上面是斯坦福大学“光纤地震观测站”于 9 月 8 号探测到 2000 英里(3220 公里)外的墨西哥大地震的信号图。

该光纤地震观测站于 2016 年 9 月投入使用,结果一年间就记录了 800 多起事件。其中包括附近采石场的爆破,当地的小地震、甚至墨西哥 9 月刚经历的那场 8.2 级大地震。

值得一提的是,该观测站甚至接收到了同一地震源传来的两个地震信号,震级分别为 1.6 和 1.8 。 首席研究员 Biondo Biondi 说到:

如预期的那样,两场地震拥有相同的波形,因为它们来自同一个地方,但是大地震的振幅更大一些 —— 这表明光纤地震观测站能够正确地分辨不同震级的地震。

同样有趣的是,该地震观测台还能分辨 S 波(横波)和 P 波(纵波)的区别(即冲击波在地面上以不同的速度传播)。P 波跑得比 S 波快、但要弱得多,使之成为了早期预警系统的一个关键部分。

有关这项研究的详情,已经发表在近日出版的《2017 地球物理学家学会技术扩展项目摘要》

本文链接地址: http://www.skinmedications.net//news/other/653.html

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