Celeste Labedz听到了像雷霆队一样的声音。她站在阿拉斯加’S Taku Glacier,在高耸的山脉之间的广阔雪地冰雪,当时冰淇淋开始:由冰川引起的短寿命震颤’突然运动。我马上争抢她的笔记本并蹒跚地走了。 Labedz是加州理工学院的研究生,将在她和她的同事们刚刚部署的纤维光纤电缆中的那些抵抗数据的数据—一个有希望的新方法,正在摇晃地质和邻近的领域。

信息通过光纤的光纤电缆通过激光脉冲行进,其中大部分是直接通过发薄玻璃螺纹移动。但不可避免地占据电缆中的微观缺陷并散向朝向源。当电缆延伸或弯曲时,由于地面振动,例如来自地震甚至通过卡车的电缆,而科学家可以监测反向散射光的变化以量化这些运动来变化。第一个十年前由石油行业开发的技术—被称为分布式声学传感(DAS)—最近渗透了科学。“[DAS]社区刚刚在过去几年中爆炸,”Jonathan Ajo-Franklin说,赖斯大学的地球物理学家。去年12月由美国地球物理联盟组织的研讨会包括使用该技术对象冰川,监控雷暴和同行的科学家进入深海。

DAS的一个主要优点是光纤电缆可以很多千米,单个可以像沿其路径覆盖每米的数千个传感器的网络一样。相反,传统的地震仪只在单点记录地面运动—对地球成像的主要障碍’内部。例如,当圣海伦山开始隆隆于其灾难性的1980年爆发时,只有一个附近的地震表的事实意味着科学家们无法讲述Quakes实际上是由唤醒火山引起的。“想想它就像路灯一样,”Nathaniel Lindsey是一个现在在斯坦福大学的地球物理学家。“如果你只有几条路灯照亮整个火山,它’没有那么好地工作。”

第二份好处是光纤电缆已经蔓越了世界。虽然某些网站(如Taku Glacier),但需要新的电缆—城市到海底的城市—有未使用的电缆或可以适用DAS的电缆。当电信公司安装长的电缆长度时,这些可用性大部分源于20世纪90年代的蓬勃发展;其中一些,被称​​为暗光纤,仍未开发。因此科学家可以简单地将一端连接到一个“interrogator”单位,向另一端发射激光脉冲流并监视任何反向散射—and voilà, a new seismic wave–传感网络准备好了。

去年,宾夕法尼亚州立大学的地球物理主义者铁源朱,改编了大学未使用的电缆’S现有的光纤网络搜索校园以下的微妙振动。他惊讶地在雷雨的夜晚找到了他的数据中的多个隆隆声。虽然科学家长期以来,扬声器来自大声噪音的空气振动可以拨浪流’S表面,目前尚不清楚新技术是否可以检测到这样“thunderquakes.”但是当朱将他的结果与来自美国国家航空航天局的数据同步时,毫无疑问。“I think there’是一个很大的潜力‘light up’城市采用这项技术,” he says. “而不仅仅是为了监测地震,而且是地质的[如山体滑坡或海啸]和天气。”

其他科学家们正在关注更多远程目标。对于去年11月发表的一篇论文 科学, 蒙特雷湾水族馆研究院的Lindsey,Ajo-Franklin和Craig Dawe附上了一个20公里的光纤电缆,通常用于从蒙特里湾海底的科学仪器传输数据。该系统已关闭维护,使科学家们有机会寻找振动。只需四天,他们映射了多个水下故障区域,并以上面的波引起的表征海底颤抖。更详细的海底地图将帮助科学家对地震和潜艇火山更好地预测—这两者都可能导致危及生命的海啸。

然后有冰川工作,莱格兹和她的同事已经将单电缆转换为3,000个地震传感器。早期结果显示五个小时的拉伸100次冰块—许多可能由熔融水强迫在冰川内开放的裂缝引起。 Labedz.’S CALTECH的地震学家中文Zhan学术顾问希望有一天的恒星纤维电缆在格陵兰或南极洲,帮助研究人员了解有关气候变化驱动的冰川融化的更多有助于海平面升高。

詹有一个更大的梦想:使用大约1000公里的深色纤维在加利福尼亚州建立相当于一百万传感器阵列。他已经将37公里转换为帕萨迪纳以下的永久地震网络,并希望在州的其他城市中对此进行同样的事情。数据可以揭示城市的漏洞’基础设施并有助于提醒公民地震开始。“这将在准备社区方面是一个巨大的帮助,”詹说。目前,科学家无法预测地震—但更好地理解偶尔导致主要地震的前身震动只能有所帮助。

“关于地震开始和成核的任何数据都可以是游戏更换器,”劳伦斯·兰德米尔国家实验室的地震学家罗伯特梅尔说,他没有参与该研究。

但所涉及的数据数量也提出了处理问题。 DAS适用于单个光纤电缆的一天内容为10 TB;这将在仅需100天内加入Petabyte。相比之下,国际地震数据存储库—其中收集全球各地的所有地震数据—含有少于卑鄙的。在科学家挖掘暗光纤并在偏远地区部署电缆之前,他们将首先要学习如何存储和分享巨大信息。