Ondas sísmicas generadas por un terremoto de magnitud 1,9 ubicado al norte de Fréjus (Var), registrados a lo largo del cable de fibra óptica de 41 km de largo desplegado en el lecho marino frente a Toulon. En la grabación de la derecha, cada línea corresponde a un punto de medición ubicado a lo largo del cable, desde la costa (arriba) hasta el mar abierto (abajo). (Los 41 km de cable equivalen a más de 6000 sensores). La diferencia en el tiempo de llegada de las ondas a los distintos puntos de medición se utiliza para señalar la ubicación del terremoto. Crédito:Diane Rivet
Los científicos han demostrado por primera vez que es posible detectar la propagación de ondas sísmicas en el fondo marino utilizando cables de telecomunicaciones submarinos. Según sus observaciones, esta infraestructura existente podría usarse para detectar terremotos, así como el oleaje y el ruido subacuático. Los resultados se publican en la revista Comunicaciones de la naturaleza el 18 de diciembre 2019, por investigadores del CNRS, OCA, El IRD y la Université Côte d'Azur trabajando juntos en el laboratorio Géoazur, en colaboración con la empresa Fébus Optics y el Centre de Physique des Particules de Marseille (CNRS / Aix-Marseille Université).
El fondo del océano está atravesado por 1,2 millones de kilómetros de cables de telecomunicaciones (tres veces la distancia de la Tierra a la Luna). Compuesto por fibras ópticas, facilitan gran parte de nuestra comunicación por teléfono, SMS y correo electrónico. Y pronto podrían asumir un nuevo rol, el de detección de ondas acústicas y sísmicas.
Aquí, Los científicos utilizaron un cable de 41 km de longitud desplegado frente a la costa de Toulon, en el sur de Francia, para recuperar datos de los sensores del observatorio submarino MEUST-NUMerEnv a una profundidad de 2500 m. El método que desarrollaron aprovecha las pequeñas impurezas en las fibras ópticas, que envían parte de la luz que llevan de vuelta al transmisor. Al estirar o contraer la fibra, el paso de una onda sísmica o acústica altera la distancia entre estas impurezas, y así la señal de retrodispersión, por una pequeña cantidad. Todavía, necesitaban demostrar que estas diferencias eran detectables ya que, en cables submarinos, las fibras ópticas están rodeadas por varias capas aislantes.
Al inyectar pulsos de luz en una fibra óptica y analizar la señal retrodispersada, el equipo convirtió los 41 km de fibra óptica en más de 6000 sensores sísmicos. En cada uno de los puntos de medición se detectó un terremoto de magnitud 1.9 que ocurrió durante el ensayo con una sensibilidad cercana a la de una estación sísmica costera, a pesar de que se encontraba a más de 100 km del cable (Figura 1).
Animación que muestra el efecto del oleaje registrado a lo largo de los primeros ocho kilómetros de fibra óptica. Crédito:Diane Rivet
Pero eso no es todo:los puntos de medición también son sensibles a las olas que viajan a través del océano, como las producidas por el oleaje. Los autores registraron el impacto de las olas en el fondo marino cerca de la costa, así como su efecto en la llanura abisal, donde generan "ruido de fondo sísmico". Los sensores permitieron observar por primera vez cómo estas muy pequeñas vibraciones, que interactúan constantemente con el interior de la Tierra, son producidos, permitiendo a los geofísicos sondear su estructura.
Los investigadores creen que un cable de telecomunicaciones, como una cadena de micrófonos, podría de la misma forma detectar el ruido submarino producido por barcos y cetáceos.
Ante el desafío logístico y financiero de desplegar instrumentación en el fondo marino, Los cables de telecomunicaciones podrían proporcionar una forma de mejorar nuestra comprensión de esta tierra incógnita que cubre dos tercios de la superficie de la Tierra. y abordar una amplia gama de cuestiones científicas y sociales, como terremotos, la erosión costera, interacción entre la vida, los océanos y la tierra sólida, etc.
En los próximos años, los operadores de telecomunicaciones eliminarán una cierta cantidad de cables actualmente en funcionamiento. Gracias a esta investigación, pronto podrían tomar una segunda vida.
