Cabos de fibra ótica podem produzir mapas subterrâneos de alta resolução

Uma série de terremotos e tremores secundários sacudiu a área de Ridgecrest, no sul da Califórnia, em 2019. A detecção acústica distribuída (DAS) usando cabos de fibra ótica permite imagens de subsuperfície de alta resolução, o que pode explicar a amplificação observada do terremoto no local.

O quanto o solo se move durante um terremoto depende fortemente das propriedades da rocha e do solo logo abaixo da superfície da Terra.Estudos de modelagem sugerem que a agitação do solo é amplificada em bacias sedimentares, nas quais áreas urbanas povoadas estão frequentemente localizadas.No entanto, a geração de imagens de estruturas próximas à superfície em torno de áreas urbanas em alta resolução tem sido um desafio.

Yang e outros.desenvolveram uma nova abordagem de uso de detecção acústica distribuída (DAS) para construir uma imagem de alta resolução da estrutura próxima à superfície.DAS é uma técnica emergente que pode transformarCabos de fibra óticaem matrizes sísmicas.Ao monitorar as mudanças na forma como os pulsos de luz se espalham à medida que viajam pelo cabo, os cientistas podem calcular pequenas mudanças de deformação no material ao redor da fibra.Além de registrar terremotos, o DAS provou ser útil em uma variedade de aplicações, como nomear a banda marcial mais alta no Rose Parade 2020 e descobrir mudanças dramáticas no tráfego de veículos durante os pedidos de permanência em casa do COVID-19.

Pesquisadores anteriores reaproveitaram um trecho de fibra de 10 quilômetros para detectar tremores secundários após o terremoto Ridgecrest de magnitude 7,1 na Califórnia em julho de 2019. Sua matriz DAS detectou cerca de seis vezes mais pequenos tremores secundários do que os sensores convencionais durante um período de 3 meses.

No novo estudo, os pesquisadores analisaram dados sísmicos contínuos produzidos pelo tráfego.Os dados DAS permitiram que a equipe desenvolvesse um modelo de velocidade de cisalhamento próximo à superfície com uma resolução de subquilômetro duas ordens de magnitude maior do que os modelos típicos.Este modelo revelou que, ao longo do comprimento da fibra, os locais onde os tremores secundários produziram mais movimento do solo geralmente correspondiam a locais onde a velocidade de cisalhamento era menor.

Esse mapeamento de risco sísmico em escala fina pode melhorar o gerenciamento de riscos sísmicos urbanos, especialmente em cidades onde as redes de fibra ótica já podem estar presentes, sugerem os autores.