世界中で毎日約500件の地震が発生していると推定されています。これらのうち、約 100 個は人間に認識可能であり、そのうち 10 個は危害を引き起こすのに十分な大きさです。これらの現象は最も破壊的な自然現象の 1 つであり、何千人もの死傷者を引き起こします。その主な理由は、これらの現象が警告なしに発生し、それらを研究するのが容易ではないためです。
しかし、光ファイバーケーブルを使用した革新的な技術により、将来的にはこれらの事象についての知識が深まり、地震検知のためのより効率的な早期警報システムの開発が可能となり、住民の準備と保護にさらなる時間が与えられる可能性があります。
これらのケーブルは、もともと通信に使用されていましたが、地面の動きによってケーブルを伝播する光に小さな変化が生じ、特徴的な信号が生成されるため、地震や火山噴火の検出に応用できます。ガラスには小さな欠陥があり、光源に向かって光をわずかに曲げ、そこに彫刻されます。このようにして、各欠陥は、通常は地表のすぐ下に埋められている光ファイバー ケーブルに沿って追跡できる基準点として機能します。
地震波が地面を伝わると、ケーブル内にわずかな動きが生じ、光がこれらの基準点に往復するのにかかる時間が変化します。このようにして、ケーブルに沿った欠陥が何千もの個別の地震計として機能し、地震学者が地震波の動きを観察できるようになります。
Nature誌に掲載された新しい研究では、わずか 100 キロメートルのケーブル部分を使用して、地震の背後にある複雑なメカニズムを正確に理解しました。研究された地震は、 2021年にシエラネバダ山脈の東にあるアンテロープバレーで発生したマグニチュード6の地震でした。光信号が分析され、高密度の地震計ネットワークからのデータセットと比較されました。
この結果は専門家さえも驚きました。既知の欠陥が明らかになっただけでなく、これまで知られていなかった欠陥も特定されました。さらに、チームは数分間にわたって地下の変形を測定し、いくつかの局地的な地震のほか、遠く離れた大きな地震や海底から発生する微小地震によって発生した波を検出しました。
地震計と光ファイバーケーブル
これらの要素は地震を予測することはできませんが、地震の初期の動きを検出することはできます。ドイツ地球科学研究センターの地球科学者フィリップ・ジュセ氏は、「地震計であれ光ファイバーケーブルであれ、どんなシステムもセンサーに何かが起こる前にそれを検知することはできない」と語る。
研究された地震の測定中に、それが一連の 4 つの小さな破壊から構成されていると判断することができました。これらの「サブイベント」は、ミニ地震に似ており、従来の地震観測網では検出できませんでした。これは、光ファイバー ケーブルの感度が高いことを示しています。この感度のおかげで、チームは非常に正確な地震モデルを開発することができました。
さらに、ケーブルにはもう 1 つの利点があります。ケーブルはすでに深海を含む世界中に配線されています。 「事前に検出できるように、センサーを発生源のできるだけ近くに設置する必要があります。どこにでもたくさんのケーブルがあります。すべてを同時に監視できれば、何かが起こった瞬間に情報を得ることができます。」 」と地球科学者は言いました。したがって、インターネット接続を可能にする同じ光ファイバーは、地震が発生するまでの貴重な数秒を提供する可能性があります。
