Caltech 연구원들은 광섬유 케이블이 지진을 감지하고 측정할 수 있다고 말합니다.

Jul 24, 2023

캘리포니아 전역에 이미 설치된 수천 마일의 광섬유 케이블은 지진 연구를 뒤흔들 수 있습니다.

Caltech의 새로운 연구에서는 통신 섬유의 일부를 사용하여 진도 6의 지진을 감지하고 측정했으며, 지진에 대한 보다 선명한 세부 정보를 추출하기 위해 어셈블리의 용도를 변경했습니다.

Caltech의 물리학 교수인 Zhongwen Zhan은 인터넷과 TV에 사용되는 것과 동일한 광섬유 네트워크가 분산 음향 감지(Distributed Acoustic Sensing)라는 방법을 통해 임시 지진계의 밀집된 네트워크 역할을 할 수 있다고 말했습니다.

Zhan은 “지진 활동을 측정하기 위해 더 넓은 범위를 확보할 수 있다면 지진 연구 방법을 혁신하고 더 많은 사전 경고를 제공할 수 있습니다.”라고 말했습니다. "우리는 지진을 예측할 수 없지만 분산 음향 감지를 통해 지구가 어떻게 파열되는지에 대한 세부 사항을 더 잘 이해할 수 있습니다."

화요일 'Nature'에 발표된 새로운 연구는 2021년 규모 6의 Antelope Valley 지진 당시 동부 시에라 네바다에서 광섬유 케이블을 통해 이동하는 빛의 신호를 조사했습니다.

연구원들은 케이블 부분이 10,000개의 지진계처럼 작동하여 진동의 세부적인 특성을 제공할 수 있었다고 말했습니다. 예를 들어, 2021년 지진은 기존의 지진 네트워크로는 감지할 수 없는 소규모 지진인 4개의 작은 하위 사건 또는 파열로 구성되어 있음을 보여주었습니다.

Zhan은 “광섬유 케이블을 일련의 지진계로 사용하면 오랫동안 가정되어 왔지만 이미지화하기 어려운 지진 물리학의 측면을 드러냅니다.”라고 말했습니다.

일상적인 뒷마당 망원경을 사용하여 목성에서 훈련시키는 것을 상상해 보세요."라고 그는 덧붙였습니다. 행성은 볼 수 있지만 위성이나 세부 사항은 볼 수 없습니다.

“정말 강력한 망원경을 사용하면 행성과 달 표면의 세세한 부분까지 볼 수 있습니다. 우리 기술은 지진에 대한 강력한 망원경과 같습니다.”라고 Zhan은 말했습니다.

Zhan의 팀은 연구를 위해 광섬유 네트워크를 사용하기 위해 Pasadena 시로부터 접근권을 얻었습니다. 그들은 케이블의 한쪽 끝에 있는 레이저 방출기를 사용하여 케이블의 코어를 구성하는 길고 얇은 유리 가닥을 통해 광선을 쏘았습니다. 유리의 작은 결함은 빛을 광원으로 다시 반사하여 기록됩니다. 각 결함은 케이블을 따라 추적 가능한 중간지점 또는 정지 지점을 생성합니다.

지진이 발생하면 지면을 통과하는 지진파로 인해 케이블이 흔들리고 웨이포인트를 오가는 빛의 이동 시간이 변경됩니다. 과학자들은 지진파의 움직임을 관찰하기 위해 이러한 불완전성에서 수집한 정보를 사용했습니다.

Zhan 외에도 Caltech 연구원에는 제1저자인 Jiaxuan Li; Caltech의 기계공학 및 지구물리학 교수인 Nadia Lapusta; 대학원생 김태호와 과학자 에토레 비온디. 국립과학재단(National Science Foundation)이 연구 비용을 지불했습니다.

Morning Report 및 기타 이메일 뉴스레터 받기