De incidentie van aardbevingen over de hele wereld is constant en alarmerend. Alleen dit jaar zijn er volgens gegevens van Wikidata 879 aardbevingen geweest met een magnitude van 5 tot 5,9 en 7.836 aardbevingen met een magnitude van 4 tot 4,9. Het voortdurend monitoren en rapporteren van deze gebeurtenissen is essentieel om schade te voorkomen en levens te redden. Hoewel seismometers een effectieve oplossing zijn geweest, hebben hun hoge kosten en beperkte reactietijd de noodzaak gecreëerd om naar alternatieven te zoeken.
Verrassend genoeg zou die alternatief zich onder onze voeten kunnen bevinden: optische vezels. Naast dat ze de belangrijkste drager zijn voor communicatie, cloud computing, datacenters over de hele wereld en supersnel internet, suggereren recent onderzoek dat deze kabels het potentieel zouden kunnen hebben om aardbevingen te detecteren.
Een ondergrondse revolutie
Elke keer dat er een aardbeving plaatsvindt, trilt de grond en deze bewegingen kunnen worden gedetecteerd door optische vezelkabels. Onderzoekers van het California Institute of Technology (Caltech) hebben aangetoond dat deze kabels niet alleen de bewegingen detecteren, maar ook nauwkeurig de complexiteiten van de aardbevingen kunnen meten. In een experiment konden ze nauwkeurig de locatie en tijd van vier kleine aardbevingen identificeren met behulp van een 100 kilometer lange kabel.
Jiaxuan Li, een van de onderzoekers van Caltech, benadrukt de grote kans die dit biedt: “Gezien het uitgebreide optische vezelnetwerk tussen steden, zouden we deze netwerken kunnen transformeren in dichte seismische meetnetwerken voor vroegtijdige waarschuwingen”.
De kracht van Gedistribueerde akoestische detectie
De sleutel achter deze revolutie is een techniek genaamd Distributed Acoustic Sensing (DAS). De techniek maakt gebruik van laserlichtpulsen die door optische vezels reizen en de signalen meten die worden gereflecteerd door kleine onvolkomenheden in de vezel. Elke verstoring, zoals een aardbeving, kan worden gedetecteerd door veranderingen in deze signalen.
Het voorstel van Caltech is ambitieus en veelbelovend. Met toestemming van de California Broadband Cooperative heeft het team een DAS-transceiver geïnstalleerd in een bestaande kabel langs de grens tussen Californië en Nevada. Tijdens een onderzoek registreerden ze een aardbeving met een magnitude van 6 en ontdekten dat deze bestond uit een reeks kleinere breuken die niet door traditionele seismische netwerken werden gedetecteerd.
Uitdagingen en toekomst
Ondanks het potentieel zijn er nog uitdagingen te overwinnen. Het beheer van grote hoeveelheden gegevens en de toegang tot optische vezels zijn obstakels die moeten worden overwonnen. Desalniettemin kan de belofte van verbeterde vroege detectie van aardbevingen de motivatie zijn om deze obstakels te overwinnen.
Met technologische vooruitgang en samenwerking tussen instellingen zou optische vezel de sleutel kunnen zijn tot een efficiënter en toegankelijker vroegtijdig waarschuwingssysteem. Het uiteindelijke doel is duidelijk: levens redden en schade minimaliseren door middel van effectievere vroegtijdige waarschuwingen. En in deze zoektocht zou de technologie die al onder onze voeten ligt de oplossing van de toekomst kunnen zijn.