Τα καλώδια οπτικών ινών μεταφέρουν petabyte δεδομένων κάθε δευτερόλεπτο σε όλο τον κόσμο – οι επιστήμονες λένε ότι θα μπορούσαν επίσης να σώσουν ζωές ανιχνεύοντας έγκαιρα τσουνάμι

Επιστήμονες στο Εθνικό Εργαστήριο Φυσικής (NPL) ανακάλυψαν μια νέα

τεχν

ική που μπορεί να μετατρέψει τα υποθαλάσσια καλώδια ισχύος και τηλεπικοινωνιών σε συστοιχίες περιβαλλοντικών αισθητήρων, ανοίγοντας την πόρτα για εκτεταμένη παρακολούθηση των ωκεανών.

Τα ευρήματα, που δημοσιεύθηκαν στο


Περιοδικό Science


θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στον τρόπο με τον οποίο παρακολουθούμε τον πλανήτη μας παρέχοντας περιβαλλοντικά δεδομένα σε πραγματικό χρόνο από τον πυθμένα της θάλασσας.

Παρά τις προόδους στην τεχνολογία αισθητήρων, μεγάλο μέρος των ωκεανών του κόσμου παραμένει χωρίς παρακολούθηση λόγω του υψηλού κόστους και των τεχνικών προκλήσεων της εγκατάστασης και της συντήρησης μόνιμων αισθητήρων βυθού ωκεανού. Αυτή η έλλειψη παρακολούθησης αφήνει ένα σημαντικό κενό στα γεωφυσικά δεδομένα, περιορίζοντας την κατανόησή μας για τη δομή και τη δυναμική συμπεριφορά της Γης.

Ανίχνευση τσουνάμι

Προηγούμενη έρευνα από την NPL και τους συνεργάτες της έδειξε ότι τα υποθαλάσσια καλώδια θα μπορούσαν να επαναχρησιμοποιηθούν ως αισθητήρες για την ανίχνευση υποβρύχιων σεισμών. Ωστόσο, κάθε καλώδιο μπορούσε να λειτουργήσει μόνο ως

ένας

μόνο αισθητήρας και οι μετρήσεις περιορίζονταν σε αλλαγές σε όλο το μήκος του καλωδίου.

Η νέα έρευνα δείχνει ότι ορισμένα καλώδια μπορούν να μετατραπούν σε μια σειρά αισθητήρων και όχι μόνο σε έναν. Η ομάδα, συμπεριλαμβανομένων ερευνητών από το Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου, το Βρετανικό Γεωλογικό Ινστιτούτο, το Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica και την Google, δοκίμασαν την τεχνική σε μια υποβρύχια σύνδεση οπτικών ινών μήκους 5.860 km μεταξύ του Ηνωμένου Βασιλείου και του Καναδά, που παρέχεται από την

EXA Infrastructure

.

Η ομάδα εντόπισε σεισμούς και ωκεάνια σήματα, όπως κύματα και ρεύματα, σε μεμονωμένα ανοίγματα μεταξύ επαναλήπτων σε ολόκληρη τη διατλαντική σύνδεση. Κάθε άνοιγμα οπτικής ίνας λειτουργούσε ως αισθητήρας, με έως και 12 αισθητήρες τοποθετημένους κατά μήκος του καλωδίου.

Αυτή η πρωτοποριακή έρευνα θα μπορούσε ενδεχομένως να επιτρέψει την παρακολούθηση τεράστιων περιοχών του βυθού των ωκεανών που επί του παρόντος δεν παρακολουθούνται, μετατρέποντας την υποβρύχια υποδομή τηλεπικοινωνιών σε μια τεράστια σειρά γεωφυσικών αισθητήρων.

Επιπλέον

, η έρευνα δείχνει ότι αυτή η μέθοδος θα μπορούσε ενδεχομένως να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση τσουνάμι. Επιτρέποντας την ανίχνευση σε πραγματικό χρόνο των σεισμών που προκαλούν τσουνάμι πιο κοντά στο υπεράκτιο επίκεντρό τους, αυτή η τεχνολογία θα μπορούσε να παρέχει κρίσιμο επιπλέον χρόνο προειδοποίησης, σώζοντας πιθανώς ζωές. Η ερευνητική ομάδα σχεδιάζει τώρα να δοκιμάσει αυτή τη μέθοδο σε πολλαπλά υποβρύχια καλώδια, συμπεριλαμβανομένων εκείνων σε πιο σεισμικά ενεργές περιοχές όπως ο Ειρηνικός Ωκεανός.

Μιλήσαμε με τον Giuseppe Marra, Principal Research Scientist, NPL, για τη νέα τεχνική.

Είναι δυνατόν, θεωρητικά, να γίνει τριγωνισμός με τα καλώδια;

Ναί. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν πολλαπλά καλώδια για την αναγνώριση της επίκεντρης περιοχής του σεισμού με παρόμοιο τρόπο όπως και με τα σεισόμετρα ξηράς. Καθώς «μετατρέπουμε» κάθε καλώδιο σε μια σειρά αισθητήρων, αντί για έναν μόνο αισθητήρα, μπορείτε ήδη να επεξεργαστείτε την επίκεντρη περιοχή με ένα καλώδιο και η ανάλυση μπορεί να βελτιωθεί με πολλά καλώδια.

Μπορεί το καλώδιο να χρησιμοποιηθεί για τη μεταφορά των δεδομένων που συλλέγει ταυτόχρονα;

Ναι

, η κίνηση δεδομένων μπορεί να υπάρχει στα άλλα κανάλια της ίδιας οπτικής ίνας. Αυτό συνέβη στην πραγματικότητα κατά τη διάρκεια των δοκιμών μας και είναι μια σημαντική πτυχή για την επέκταση αυτής της τεχνολογίας σε πολλά καλώδια σε όλο τον κόσμο. Χρησιμοποιήσαμε ένα καλώδιο που προορίζεται για διηπειρωτική κίνηση στο Διαδίκτυο, δεν χρησιμοποιήσαμε ειδικά καλώδια για αυτήν την έρευνα.

Ή μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο ως αισθητήρες;

Μετά τα παραπάνω, το ίδιο καλώδιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για δεδομένα όσο και για ανίχνευση. Δεν απαιτείται αλλαγή στην υποβρύχια καλωδιακή υποδομή και αυτός είναι ο λόγος που αυτή η τεχνολογία είναι δυνητικά η πρώτη εφικτή λύση για την έλλειψη δεδομένων από τον πυθμένα του ωκεανού (καθώς δεν έχουμε μόνιμους αισθητήρες βυθού της θάλασσας).