一团队将一条衔接夏威夷与加利福尼亚的4400公里海底光缆，改形成每两个距离100米的4.4万个地震监测站。12月15日，这项突破性技能在美国地球物理联合会年会上发布，有望敞开地球内部成像和海底监测的新时代。
在宽广而悠远的海底，地震监测站散布很少。这种稀缺性意味着，研讨人没办法勘探到引发海啸的地震的开始轰动，也难以捕捉像X射线相同穿透地球深部的地震波——这些地震波承载着地幔与地核结构的信息。但深海还存在另一种技能设备：承当全球互联网数据传输使命的光纤电缆。
一项新技能有望使交织于海底的光缆变为地震勘探器。图片来自：REUTERS
近年来，研讨人员一向测验使用这些光缆完成海底地震仪的功用，即通过监测光纤传输的光信号改变勘探地震。现在，诺基亚贝尔实验室成功将海底光缆变成巨型地震勘探器。“这是咱们从始至终等待的勘探设备。”冰岛雷克雅未克大学的地球物理学家Vala Hjorleifsdóttir表明。
在本年早一点的时分的测验中，这条太平洋光缆不只捕捉到7月下旬发生在堪察加半岛的8.8级地震信号，还记录了随后发生的海啸波的弱小信号。“咱们已勘探到多个地质事情。”项目负责人、该实验室的光学传感工程师Mikael Mazur指出。9月，研讨团队将前期勘探效果以预印本方法发布在arXiv渠道。
这项新技能根据英国国家物理实验室计量学家Giuseppe Marra开发的办法。他规划了一种让激光脉冲与互联网数据传输共存的技能。不过，瑞士苏黎世联邦理工学院的地震学家Andreas Fichtner以为，该办法灵敏度怎么、能否产出可用数据，仍有待验证。
该技能的中心是散布式声传感（DAS）。这是一种光纤传感技能，科学家已在陆地上用它来勘探火山与冰川的轰动。当光在玻璃光纤中传达时，会被光纤内随机散布的缺点反射；当声波或压力波穿过光纤时，会揉捏或拉伸这些缺点，导致其反射回光缆源头的光发生相位偏移。通过丈量这些偏移，能够将光纤转化为密布的应变监测阵列。
现在来看，原理虽已老练，但存在一个难题：海底光缆每隔约75公里就设有一个中继器。中继器的作用是扩大光信号，保证跨洋长距离传输，但一起也会削弱光纤沿途弱小的反射光信号。
Mazur团队发现，每条光缆中的光纤束就像分隔的高速公路：光在一些光纤中传达，在另一些光纤中回来。而每个中继器都设有一个监测光纤健康情况的“环路”，用于让光信号“跨过车道中线”，在回来方向的光纤中传输。
团队意识到，这些内置的“绕行通道”能让研讨人员沿着回来的光纤发送每一段缺点反射，使它们被中继器扩大，而不是被输出的光纤阻挠。团队表明，凭借杂乱的核算，即便是光缆最远端的反射信号也能被捕捉到。这实际上相当于构建了一个跨洋的密布二维地震监测阵列。
关于火急地需求这类数据的科学家而言，他们无需专用光缆，只需一台以高于互联网数据传输频率“搭载”于商用光缆上的激光设备。“这项技能的精妙之处在于，它能在现有老旧光缆上运转，无需投入数亿美元资金。”研讨合著者、美国Seismics Unusual公司的地球科学家Martin Karrenbach指出。
不过Fichtner忧虑，向科学界推行这项技能并非易事。军方或许会对立，由于光纤传感器或许勘探到潜艇活动；出于安全考虑，电信公司或许不肯向科学家泄漏光缆的准确方位。若研讨人员必定签署保密协议才干知晓光缆方位，其他科学家将难以复现相关研讨效果。“这些后勤与方针层面的问题，或许比技能问题更难处理。”
尽管如此，德国地学科学研讨中心的地球物理学家Verónica Rodríguez Tribaldos以为，这项技能有望为长时间被忽视的区域供给高分辨率监测数据，潜力非常诱人。这类传感器不只能追寻鲸的活动、监测洋流，还能观测大洋中板块的割裂进程，有望进一步厘清大洋热门区域的上升岩浆柱与地幔底部的衔接方法。
