En la reunión anual de 2021 de la Sociedad Sismológica de América, Los investigadores compartieron cómo están usando cable de fibra óptica para detectar los pequeños terremotos que ocurren en el hielo de la Antártida.

Los resultados podrían utilizarse para comprender mejor el movimiento y la deformación del hielo en condiciones climáticas cambiantes. así como mejorar el seguimiento futuro de los proyectos de captura y almacenamiento de carbono, dijo Anna Stork, geofísico de Silixa Ltd.

Stork habló sobre cómo ella y sus colegas están perfeccionando sus métodos de detección acústica distribuida, o DAS, para la microsismicidad:terremotos demasiado pequeños para sentirse. DAS funciona utilizando los pequeños defectos internos dentro de una fibra óptica como miles de sensores sísmicos. Un instrumento en un extremo envía pulsos de láser por el cable y mide el "eco" de cada pulso a medida que se refleja en los defectos internos de la fibra.

Cuando la fibra es perturbada por terremotos o terremotos, hay cambios en el tamaño, la frecuencia y la fase de la luz láser dispersada de regreso al receptor DAS que se puede utilizar caracterizan el evento sísmico.

Michael Kendall, de la Universidad de Oxford, dijo que la investigación antártica demuestra cómo se puede utilizar el DAS para monitorear la captura y almacenamiento subterráneo de carbono en otros sitios del mundo. Por ejemplo, el diseño de la red antártica ofrece un buen ejemplo de cómo se podría configurar una red similar para detectar mejor la microsismicidad que podría desencadenarse por el almacenamiento de carbono.

“Nuestro trabajo también demuestra un método de uso de matrices de fibra DAS para investigar los mecanismos de origen de terremotos microsísmicos con más detalle que los geófonos convencionales, ", dijo Tom Hudson de la Universidad de Oxford." Si podemos analizar el mecanismo de la fuente, cómo un terremoto falla o se fractura, entonces podemos atribuir el terremoto al movimiento de fluidos como el dióxido de carbono en un depósito ".

Los terremotos microsísmicos antárticos registrados por el DAS "son aproximadamente de magnitud -1, correspondiente a aproximadamente el tamaño de un libro que se cae de una mesa, "Hudson explicó, "por lo que son terremotos muy pequeños".

El estudio de Hudson y sus colegas es el primero en utilizar DAS para observar los terremotos en la Antártida. El cable de fibra óptica se desplegó en una configuración lineal y triangular sobre la superficie del hielo en Rutford Ice Stream.

Kendall dijo que existen varios desafíos para el uso de sensores de fibra óptica en el duro entorno de la Antártida. El equipo tuvo que viajar en pedazos en bote y varios aviones hasta el sitio de estudio. Los investigadores tuvieron que enterrar la fibra para reducir el ruido del viento que contamina la señal sísmica. así como eliminar la señal de un generador que alimentaba el instrumento DAS.

"Alojamos el instrumento en una tienda de alpinismo, que básicamente servía como una pequeña oficina, "Stork explicó." Mantener las temperaturas dentro de los límites operativos recomendados fue un desafío. El calor radiante del sol advirtió a la carpa que se acercara a los 30 [grados Celsius], aunque fuera a -10 grados centígrados ".

Los investigadores comparten sus análisis de datos de terremotos con climatólogos y otros investigadores que estudian el deslizamiento de los glaciares y otros movimientos del hielo en la Antártida. Kendall dijo.

"Con suerte, en el futuro también interactuaremos más con los científicos que perforan núcleos de hielo, ya que utilizan fibra como sensores de temperatura distribuidos, pero estas fibras que pusieron en pozos también podrían usarse para estudios sísmicos como el nuestro, " El lo notó.