美最新研究称 可用海底光缆监测地震


谭晶晶 化冬

加州大学伯克利分校(U niversity of California at Berkeley)近日宣布，其研究人员和同事已经成功完成了一项用海底光缆监测地震的实验，这表明世界上现有的光缆系统有潜力被用作一个巨大的地震监测网络。

海底光缆是埋在海底的光缆，利用光纤中的光传播特性传输数据。正是主动脉确保了世界主要区域网络之间的连通性。目前，全世界超过90%的跨国数据传输，都由海底光缆承担。根据最新的数据统计，全球的海底光缆总长达90万公里，可绕地球22圈。

科学家们发现，如果电缆发生移动或改变方向，光就会被散射和扭曲。通过仔细观察这种“背散射”现象，研究人员可以准确地看到电缆在哪里和如何弯曲。这意味着研究者可以通过观察海底电缆的状态，以高精度的方式找出地震活动的来源。

通常，科学家使用传统的水下地震仪来监测海底，但这些仪器每台价值高达100，000美元，只能在单一位置探测振动。如果想大面积进行探测，成本则非常高昂。

加州大学伯克利分校和蒙特雷湾海洋生物研究所的研究人员在一期新刊《美国科学》上发表了一篇论文，他们说他们使用了一段长约20公里的蒙特雷湾海底电缆，测试电缆的变形，并通过向电缆发射激光脉冲和探测反射光进一步推断地震。

据报道，这条长达20公里的电缆被用来监测地震，相当于相关地区建立了1万个地震台站。在为期四天的实验中，研究人员监测了3.5级地震和一些地震活动。

海洋覆盖了大部分的表面区域，但是海洋中的地震台站很少。该文件的主要作者，加州大学伯克利分校的研究员NatLindsay说，水下地震学的需求非常大，任何可以用于海洋的仪器都有帮助。

研究人员说，上述地震监测方法已经用地面电缆进行了测试，首次利用海底电缆研究了海洋学信号和地质断层成像。目前世界陆地和海底光缆总长度可能超过1000万公里，该巨大网络可能用于地震，尤其是地震站不足的地区监测。

但是，在应用这种技术-数据处理方面存在着突出的挑战。在实验中，研究人员收集了总共4兆字节的数据，但是如果这项技术扩展到整个海洋，它将创造出无法忍受的数据量。因此，研究人员开始了机器学习压缩数据的研究。