赣州市教育网:光纤感测地震

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地球科学

光纤电缆散布在城市、冰河及海床底下,除了用于记录地震,也可以监测地质灾害和天气。

撰文/撰文/霍尔(Shannon Hall)
2020-04

拉培兹(Celeste Labedz)听到雷声般的低鸣穿越冰层而来,她立刻透过笔记型电脑记下时间。这是冰河突然移动造成地表短暂微震,称为冰震(icequake)。她正站在美国阿拉斯加的塔库冰河上,那是覆盖着雪且介于连绵山峦之间的宽广冰层。拉培兹是加州理工学院的研究生,她和团队成员刚架设好光纤电缆,并根据光纤电缆取得资料来比对冰震时间,这是研究这类地震的崭新方法,震撼地质领域而且前景看好。


雷射脉冲在光纤电缆中行进时可以传递资讯,其中大多直接沿着发丝般的玻璃细线传播,但必然有一小部份会因碰撞到电缆的微小瑕疵而散射返回源头。当电缆因地震或卡车经过而拉伸或弯曲,散射的情况就会有所不同。科学家可借由监测这些反向散射的光来测量震动,这项技术称为「分散式声波感测」(DAS),10多年前由石油公司首先发展,最近开始应用在科学界。美国莱斯大学的地球物理学家阿霍-富兰克林(Ajo-Franklin)说:「这几年来DAS技术发展蓬勃。」去年12月美国地球物理协会举办的研讨会中,就有科学家的研究是利用DAS测绘冰河内部结构、监测雷暴以及探测深海。

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