美国斯坦福大学的一项研究表明,其实一个分布广泛的地震监测网络已经存在,就在我们脚下,那就是遍布城市、用于高速互联网的光纤。
光纤的工作基于玻璃纤维内的反射光信号。这些信号如果受到轻微的干扰,异动可以在信号返回时被测到。这种称为分布式光纤传感(DAS)的技术在石油和天然气工业中早已应用。
DAS的工作原理是,当光线沿着光纤传播时,它会遇到玻璃中的各种杂质,并反弹回来。如果光纤完全静止,那么后向散射信号看起来总是恒定的。但如果某处的光纤由于振动或应变产生拉伸,那么上述信号就会发生变化。
研究人员进行了普通光缆用于地震监测的试验。他们在斯坦福大学校区地下安装了4.8公里光纤,呈8字形,在一些端点装有激光读写器,以记录任何异动。
这个由光纤“兼职”组成的地震观测站于2016年9月启用,第一年就记录了800多宗异动。包括附近采石场爆炸引起的人造震动,以及当地的小地震。而今年9月8日墨西哥发生8.2级地震时,尽管斯坦福大学与震心距离超过3千公里,光纤系统的传感器还是提取到了同源的两次地震,并测出强度分别为1.6和1.8。
同时,光纤地震台也能分出纵波(P)和横波(S)的差异。两种冲击波在地下的速度不同,P波的到来通常比S波早得多,而强度则弱得多,所以探测到S波是有效预警系统的关键部分。
研究人员指出,我们可以借助用于电信的现有光纤,不断地监听地球,而且效果相当好。
(《新民晚报》11.12 稼正)