Las redes de fibra óptica permitirían detectar y medir terremotos

Las redes de cable de fibra óptica pueden ser aprovechadas también cables para detectar y medir terremotos, según se ha demostrado en California. En un nuevo estudio de Caltech, los científicos informan que usaron una sección de cable de fibra óptica para medir los detalles intrincados de un terremoto de magnitud 6, identificando el tiempo y la ubicación de cuatro asperezas individuales, las áreas atascadas de la falla, que condujeron a la ruptura.

El nuevo estudio, que aparece en la revista Nature, utilizó solo una sección de cable de 100 kilómetros para comprender con precisión la compleja mecánica detrás de un terremoto particular de 2021, lo que sugiere que el acceso a más cables permitiría una mejor comprensión de la física de los terremotos y, en última instancia, una mejor comprensión de los sistemas de alerta.

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"Si podemos obtener una cobertura más amplia para medir la actividad sísmica, podemos revolucionar la forma en que estudiamos los terremotos y proporcionar una advertencia más avanzada", dice en un comunicado Zhongwen Zhan, profesor de Geofísica y autor principal del estudio.

Hay alrededor de 500 sismómetros en las aproximadamente 91.000 kilómetros cuadrados del sur de California, y cada uno cuesta hasta 50.000 dólares. Por otro lado, utilizar cables de fibra óptica en todo el estado podría ser equivalente a cubrirlo con millones de sismómetros.

Para utilizar un cable de fibra óptica como sismómetro, se colocan emisores láser en un extremo del cable, que disparan haces de luz a través de las largas y delgadas hebras de vidrio que forman el núcleo del cable.

El vidrio tiene pequeñas imperfecciones que reflejan una porción minúscula de la luz hacia la fuente, donde se registra. De esta manera, cada imperfección actúa como un punto de ruta rastreable a lo largo del cable de fibra óptica, que generalmente está enterrado justo debajo del nivel del suelo.

Las ondas sísmicas que se mueven a través del suelo hacen que el cable se mueva ligeramente, lo que cambia el tiempo de viaje de la luz hacia y desde estos puntos de referencia. Por lo tanto, las imperfecciones a lo largo del cable actúan como miles de sismómetros individuales que permiten a los sismólogos observar el movimiento de las ondas sísmicas.

En este nuevo estudio, el equipo examinó las firmas de luz que viajaban a través de un tramo de cable de fibra óptica ubicado en el este de Sierra Nevada durante el terremoto de magnitud 6 de Antelope Valley en 2021.

La sección de cable equivalía a 10.000 sismómetros y se pudo descubrir que el M6 estaba compuesto por una secuencia de cuatro rupturas menores. Estos llamados subeventos, como mini terremotos, no podrían ser detectados por una red sísmica convencional. El equipo pudo crear un modelo preciso del terremoto M6 basado en la actividad sísmica medida.

El modelo mostró el momento de los cuatro subeventos y señaló sus ubicaciones exactas en la región de la falla. "El uso de cable de fibra óptica como una serie de sismómetros revela aspectos de la física de los terremotos que se han planteado durante mucho tiempo pero que son difíciles de visualizar", dice Zhan.

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"Puede ver Júpiter, pero probablemente no pueda ver sus lunas ni ningún detalle. Con un telescopio realmente poderoso, puede ver los detalles finos del planeta y las superficies lunares. Nuestra tecnología es como un poderoso telescopio para los terremotos", señaló.