Ученые тестируют оптоволокно как систему раннего предупреждения землетрясений

Одной из самых серьезных проблем для систем раннего предупреждения землетрясений, EEW, является отсутствие сейсмических станций, расположенных вдали от густонаселенных береговых линий, где находятся одни из наиболее сейсмически активных регионов мира.

В новом исследовании, опубликованном в журнале The Seismic Record, ученые показывают, как неиспользуемый телекоммуникационный оптоволоконный кабель может быть преобразован для использования в прибрежных системах EEW.

Цзюсюнь Инь (Jiuxun Yin), научный сотрудник Калифорнийского технологического института, работающий в SLB, и его коллеги использовали 50 км подводного телекоммуникационного кабеля, проходящего между США и Чили, и в течение четырех дней отбирали сейсмические данные по 8 960 каналам вдоль кабеля. Метод, получивший название Distributed Acoustic Sensing или DAS, использует крошечные внутренние дефекты в длинном оптическом волокне в качестве тысяч сейсмических датчиков.

Инь и его коллеги использовали данные, полученные по кабелю, для определения мест землетрясений и оценки их магнитуды для одного наземного (магнитуда 3,7) и двух морских (магнитуда 2,7 и 3,3) землетрясений за исследуемый период.

Полученные результаты показывают, что использование одного массива DAS позволяет примерно на три секунды повысить эффективность раннего предупреждения о землетрясениях по сравнению с береговыми массивами DAS. В ходе имитационного моделирования исследователи пришли к выводу, что при развертывании нескольких массивов DAS, расположенных на расстоянии 50 км друг от друга и работающих совместно в данном районе, можно улучшить время оповещения о землетрясениях в зоне субдукции на пять секунд.

Хотя мы и ожидали некоторого улучшения за счет размещения массива DAS в море, фактическое увеличение скорости превысило наши первоначальные прогнозы, — сказал Инь.

Ключевым преимуществом является расположение массива в море, что устраняет необходимость ждать, пока сейсмические волны достигнут наземных станций.

Регион на шельфе Чили схож с регионом Каскадия на шельфе Канады и Тихоокеанского Северо-Запада США. В обоих районах находится активная зона субдукции, где происходит столкновение тектонических плит и погружение одной плиты под другую, что приводит к самым крупным и разрушительным землетрясениям в истории. Даже на шельфе Южной Калифорнии в многочисленных разломах происходили землетрясения магнитудой 6 и более. Во всех этих густонаселенных прибрежных районах морское раннее предупреждение о землетрясениях может помочь защитить жизни и имущество.

Основной причиной выбора этого кабеля является повышенный сейсмический риск в Чили. В этом регионе часто происходят морские землетрясения, и за всю историю он пережил несколько значительных землетрясений магнитудой 8+, включая самое крупное из когда-либо зарегистрированных в 1960 году, — пояснил Инь.

Учитывая высокий сейсмический риск и потенциально разрушительные последствия сильного землетрясения, в Чили существует острая необходимость в надежной системе раннего предупреждения о землетрясениях на шельфе.

Для выделения волн землетрясения из данных DAS этого морского кабеля исследователи использовали модель искусственного интеллекта с глубоким обучением, которая была обучена и проверена на предыдущих сейсмических данных и данных DAS.

В конкретном случае DAS объем собираемых данных значителен. Для приложений, работающих в режиме реального времени, таких как EEW, предварительно обученные модели глубокого обучения представляют собой высокоэффективный и надежный вариант, — сказал Инь.

При этом он отметил, что другие традиционные сейсмологические методы отбора землетрясений все еще могут быть эффективны при автоматизированной обработке данных DAS.

По словам Инь, для разработки и эффективного тестирования алгоритмов EEW исследователям необходимо больше данных, особенно от землетрясений большей силы, а также больше информации о том, как реагируют приборы DAS, прежде чем создавать систему EEW в реальном времени, интегрируемую с существующими системами EEW.

В мире есть много мест, где можно продолжить эти исследования, отметил он.

В мире насчитывается более 1500 кабельных станций, и прогресс в технологии позволяет использовать действующие кабели и добавлять системы DAS без ущерба для транспортировки [телекоммуникационных] данных, — заключает Инь.

Мы считаем, что это открывает множество интересных исследовательских возможностей, и стремимся изучить их в будущих исследованиях. Мы рассчитываем на тесное взаимодействие с владельцами кабелей, природоохранными ведомствами и политиками, чтобы расширить масштабы применения DAS-EEW в интересах прибрежных сообществ.

17.10.2023


Подписаться в Telegram



Безопасность

Акулы чаще нападают на людей не потому, что стали кровожаднее
Акулы чаще нападают на людей не потому, что стали кровожаднее

В 2023 году по всему миру увеличилось кол...

Journal of Conflict Archaeology: Впервые исследован кратер Первой мировой войны
Journal of Conflict Archaeology: Впервые исследован кратер Первой мировой войны

Впечатляющий подрыв взрывчатки на редуте ...

Ученые США выясняют, кто покупает оружие чаще остальных
Ученые США выясняют, кто покупает оружие чаще остальных

Обучение стрельбе из пистолета на ор...

Университет Калифорнии в Сан-Диего: Против скама нет приема
Университет Калифорнии в Сан-Диего: Против скама нет приема

Отправить письмо с поддельным адресом про...

Видеоролик про оружие снижает риск неосторожного обращения среди детей
Видеоролик про оружие снижает риск неосторожного обращения среди детей

В лаборатории Университета штата Огайо, замаск...

В Москве разработали рентген для углепластика
В Москве разработали рентген для углепластика

В Технополисе Москва создали инновационную сис...

Робот МЧС успешно десантировался с высоты 500 метров
Робот МЧС успешно десантировался с высоты 500 метров

Робот, созданный в особой экономической з...

Аэропорт Норильска оснастят уникальным российским интроскопом
Аэропорт Норильска оснастят уникальным российским интроскопом

Резидент особой экономической зоны Технополис ...

Новые датчики движения реагируют на пожарных
Новые датчики движения реагируют на пожарных

Исследователи из университета Макмастера ...

Владельцев оружия в США меньше, чем принято считать
Владельцев оружия в США меньше, чем принято считать

Большинство обывателей существенно переоценива...

Из первых ауксетиков, возможно, будут делать бронежилеты
Из первых ауксетиков, возможно, будут делать бронежилеты

Если растягивать какой-нибудь эластичный матер...

Разработан мини-огнетушитель для литиевых аккумуляторов
Разработан мини-огнетушитель для литиевых аккумуляторов

Как показали события последних месяцев, аккуму

Российские силовики рассекретили тяжелый роботизированный комплекс
Российские силовики рассекретили тяжелый роботизированный комплекс

Отечественное Минобороны представило уникальны...

Операторы Kovter зарабатывают на кликах
Операторы Kovter зарабатывают на кликах

ESET предупреждает о росте активности заг...

Системы контроля доступа: домофоны и другое важное оборудование
Системы контроля доступа: домофоны и другое важное оборудование

Обеспечить безопасность жилой или коммерч...

Предъявите ваш череп, пожалуйста
Предъявите ваш череп, пожалуйста

Службы безопасности различного уровня и п...

Достоверность доказательств еще надо доказать
Достоверность доказательств еще надо доказать

Телезрители редко обращают внимание на то...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

JCI: Тяжелая форма COVID-19, возможно, связана с аутоантителами
JCI: Тяжелая форма COVID-19, возможно, связана с аутоантителами
Разгадана тайна снижения производительности перспективного катодного материала
Разгадана тайна снижения производительности перспективного катодного материала
Каждый четвертый родитель говорит, что ребенок не может уснуть из-за тревоги
Каждый четвертый родитель говорит, что ребенок не может уснуть из-за тревоги
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Богатый белком рацион меняет микробиом кишечника и общее состояние организма
Богатый белком рацион меняет микробиом кишечника и общее состояние организма
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Высокоточные измерения ставят под сомнение наше понимание Цефеид
Высокоточные измерения ставят под сомнение наше понимание Цефеид
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Останется ли магний снотворным для кузнечиков в результате потепления?
Останется ли магний снотворным для кузнечиков в результате потепления?
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм
Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи

Новости компаний, релизы

Новая "Кантиана" поможет студентам быстрее адаптироваться к калининградскому климату
Российские ученые предложили тушить пожары с помощью газогидратного огнетушителя
Минералоги СПбГУ нашли на острове Диско возможный источник фосфора для возникновения первых живых организмов
Московский Политех внедряет ИИ для повышения эффективности приемной кампании и трансформации обучения
Астрономы СПбГУ узнали возраст одного из самых мощных метеорных потоков