Cables de fibra óptica subterráneos, como los que conectan el mundo a través del teléfono y el servicio de Internet, tienen un potencial sin explotar para monitorear el clima severo, según científicos de Penn State.

Los investigadores convirtieron millas de cables debajo del campus de University Park en miles de sensores virtuales capaces de detectar pequeños eventos sísmicos causados ​​por truenos que resuenan desde el cielo durante una tormenta en abril.

"El clima severo tiene fuertes interacciones con el suelo, pero no hemos tenido la capacidad de estudiar el acoplamiento entre la atmósfera y la Tierra sólida, "dijo Tieyuan Zhu, profesor asistente de geofísica en Penn State y autor principal del estudio. "Con esta nueva tecnología, podemos utilizar las redes de fibra óptica existentes para ver claramente cómo pasa la energía de las tormentas a través del campus ".

Los resultados, publicado hoy (11 de diciembre) en el Journal of Geophysical Research:Atmósferas , marca la primera vez que los científicos registran eventos sísmicos inducidos por truenos, o truenos, utilizando el tipo de red de fibra óptica enterrada debajo de la mayoría de las principales ciudades de los Estados Unidos, dijeron los científicos.

"La capacidad de usar cables de fibra óptica para detectar la fuente del trueno proporciona otra forma de rastrear tormentas eléctricas y ayudar con la seguridad pública y la respuesta de emergencia, especialmente en áreas urbanas, "dijo David Stensrud, jefe del Departamento de Meteorología y Ciencias Atmosféricas de Penn State y coautor del estudio. "Cada nueva fuente de datos ayuda a mejorar nuestra capacidad de seguimiento de tormentas".

Usando tecnología reciente llamada matriz de detección acústica distribuida (DAS), Los científicos descubrieron que podían rastrear la dirección de la tormenta en función de la intensidad de los terremotos. y que sus hallazgos coincidieron con la ubicación del rayo registrada por la Red Nacional de Detección de Rayos de EE. UU.

La matriz DAS envía un láser por una de las fibras de vidrio delgadas como un cabello contenidas dentro de los cables y puede detectar pequeños cambios causados ​​por una presión tan leve como la de un ser humano caminando. dijeron los científicos. La matriz toma medidas cada seis pies y medio, lo que significa que las varias millas de cable continuo debajo del campus de University Park actúan como una red de 2, 000 sensores.

"Si hay algún cambio en la energía externa en el suelo de arriba, incluso caminar pasos, tendrá un cambio muy pequeño que va a estirar o comprimir la fibra, "Dijo Zhu." El láser es muy sensible y puede detectar estos pequeños cambios ".

Durante las tormentas el trueno crea una presión acústica a millas sobre la Tierra que viaja hacia abajo, golpea el suelo y se esparce como olas en un estanque. Los humanos no pueden oír ni sentir estos truenos, pero los ligeros movimientos son capturados por los cables de fibra óptica, dijeron los científicos.

La matriz puede proporcionar nueva información importante sobre el interior de la Tierra. Debido a que hay tan pocos terremotos en la costa este, los científicos carecen de datos de terremotos locales que puedan ayudar a obtener imágenes de la corteza y el manto de la Tierra, dijeron los investigadores.

El método tiene el potencial de usarse más ampliamente para otros peligros naturales como terremotos, huracanes e inundaciones, Dado que existen redes de cable de fibra óptica preexistentes en áreas urbanas de todo el país, según los científicos.

"Esta investigación es un ejemplo de cómo tomar una tecnología existente y usarla para otro propósito, "Dijo Stensrud." Tener tecnologías que son multifunción maximiza los beneficios para la sociedad ".