Kiudoptilised kaablid võivad toota kõrge eraldusvõimega maa-aluseid kaarte

Ridgecresti piirkonda Lõuna-Californias raputas 2019. aastal rida maavärinaid ja järeltõukeid. Hajutatud akustiline andur (DAS) kiudoptiliste kaablite abil võimaldab kõrge eraldusvõimega maa-alust pildistamist, mis võib seletada maavärina raputamise kohapealset võimendust.

Kui palju maapind maavärina ajal liigub, sõltub suuresti maapinna all oleva kivimi ja pinnase omadustest.Modelleerimisuuringud viitavad sellele, et settebasseinides, kus sageli asuvad asustatud linnapiirkonnad, võimendub pinnase värisemine.Linnapiirkondade pinnalähedase struktuuri kujutamine suure eraldusvõimega on aga olnud keeruline.

Yang et al.on välja töötanud uue lähenemisviisi hajutatud akustilise anduri (DAS) kasutamiseks pinnalähedase struktuuri kõrge eraldusvõimega kujutise konstrueerimiseks.DAS on arenev tehnika, mis võib olemasolevat muutafiiberoptilised kaablidseismilistele massiividele.Jälgides muutusi valgusimpulsside hajumises kaabli kaudu liikudes, saavad teadlased arvutada kiudu ümbritseva materjali väikesed deformatsioonimuutused.Lisaks maavärinate salvestamisele on DAS osutunud kasulikuks ka mitmesugustes rakendustes, näiteks 2020. aasta roosiparaadi valjuhäälseima marsibändi nimetamine ja COVID-19 kodus viibimise korralduste ajal toimunud dramaatiliste muutuste paljastamine sõidukite liikluses.

Varasemad teadlased kasutasid 2019. aasta juulis Californias Ridgecresti maavärinale järgnenud 7,1 magnituudiga maavärina järel 10-kilomeetrise kiudude otstarvet ümber. Nende DAS-massiivid tuvastasid 3-kuulise perioodi jooksul umbes kuus korda rohkem väikeseid järeltõukeid kui tavalised andurid.

Uues uuringus analüüsisid teadlased liikluse tekitatud pidevaid seismilisi andmeid.DAS-i andmed võimaldasid meeskonnal välja töötada pinnalähedase nihkekiiruse mudeli, mille eraldusvõime on kaks korda suurem kui tüüpilistel mudelitel.See mudel näitas, et kogu kiu pikkuses vastasid kohad, kus järeltõuked tekitasid rohkem maapinna liikumist, üldiselt nendele, kus nihkekiirus oli väiksem.

Autorid väidavad, et selline peene skaala seismiliste ohtude kaardistamine võib parandada linna seismiliste riskide juhtimist, eriti linnades, kus kiudoptilised võrgud võivad juba olemas olla.