只要使用現有的海底電纜,就能夠偵測數萬公里外的地震,Google的這項研究利用在光纖中的光,所產生的偏振狀態,追蹤地震活動,這或將可用在全球的地震以及海嘯預警系統。

把光纖應用在探測上已經不是新鮮事,但Google提到,雖然大多數的技術可以支援到100公里的距離,但是他們開發的新技術,可以用來解決數萬公里距離尺度的問題,而且舊方法需使用專門的探測光纖和設備,新技術卻能直接應用在世界上,大部分現存的光纖系統中,具有廣泛的適用性。

海底電纜鋪設在海底連起各州大陸,擔起傳輸國際流量的責任,這些電纜以光纖建造,資料會被轉換成光脈衝,在光纖中高速傳輸,光脈衝經過數千公里傳輸則會出現扭曲,因此在接收端需要進行失真校正,而光纖傳輸需要追蹤的一個光特性便是偏振態(State Of Polarization,SOP),偏振態會隨機械因素的干擾而產生變化,追蹤這些干擾就能夠偵測地震活動。

從2019年底開始,Google運用這項技術監控了自家分布在全球的海底電纜,Google提到,因為海床是非常安靜沒有干擾的地方,因此這些電纜的偏振態通常非常穩定,即便訊號傳輸超過了1萬公里也一樣,但他們在今年1月28日的時候,於牙買加附近的電纜,發現了7.7級地震,即便震央距離這條電纜最近有1,500公里,但是偏振態仍然出現變化,並在地震發生5分鐘後達到高峰,並且持續了約10分鐘。

Google與專家確認了觀測結果,並且透過這次的觀測,進一步了解不同類型的震波行進速度與偏振態偏離程度的關係。接下來Google還觀測到了幾次海底地震,在3月22日,於東太平洋海隆發生了6.1級的地震,距Google的電纜約2,000公里,Google還是偵測到清楚的偏振態變化,時間和結果都與墨西哥Tlapa地震監測站的觀測結果一致,還有在3月28日,智利瓦爾帕萊索海岸附近也發生4.5級的地震,而這次僅距離Google的海底電纜30公里。

這個方法不只可以偵測地震,還能探測海洋的壓力變化以預測海嘯,Google提到,現今海嘯預警系統的偵測器,有的設置在岸上,也有一些散布在海上,前者可以提供沿海地區撤退的時間太少,而後者探測的結果不夠精確,因為波在深海傳輸的速度遠比海面還要快,最高可達每小時800公里。另外,利用光纖電纜探測地震還有一個好處,便是能利用光纖以毫秒的速度,傳遞預警給可能受影響的地區。

目前這些僅是初期的研究成果,Google需要更全面分析大量偏振態資料,Google表示,地震資料非常複雜,不同類型的地震所產生的波非常不一樣,而且波型還會根據震級、位置等各種變因產生變化。這項研究並非要取代現行的地震感測器,而是要作為另一個補充資訊來源,實現即時地震和海嘯預警。


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