Арктические исследования оптоволокном

Исследователи льда в Антарктиде используют оптическое волокно в целях отслеживания климатических изменений льда (его перемещение и внешний вид) и микросейсмичности - незначительных колебаний.

Как сообщают РИА Новости, более 30 толчков, магнитудой от 0,9 до 5,6 было зафиксировано в Антарктике в 2020 году. Что послужило к изучению сейсмической ситуации при помощи оптоволокна. 

Ученые изучают методы распределенных акустических измерений (DAS), используя внутренние деформации, которые появляются в оптических волокнах, используемых в качестве сейсмических датчиков. Команда исследователей развернула оптоволокно в линейной и треугольной конфигурации на поверхности льда Рутфорд. 

Работают приборы так: лазер отправляет импульсы в кабель, измеряя, так называемое "эхо" в каждом импульсе при столкновении с дефектами, находящимися внутри волокна. Землетрясение создает колебание в волокне, меняется размер, частота и фаза лазерного излучения, отражаемого обратно в датчик.

"Работа учёных также продемонстрировала метод использования массива волоконно-оптических распределенных акустических датчиков для намного более подробного исследования механизмов возникновения микросейсмических землетрясений, чем это возможно с помощью традиционных геофонов", - комментируют исследователи.

Проблема, с которой столкнулись ученые - сложности транспортировки оптического кабеля до места изучения. Пришлось прибегнуть к делению кабеля на части и отправление его сразу двумя суднами: морским и воздушным. Также необходимо было проложить кабель таким образом, чтобы минимизировать сигнал шум ветра и сигнал питающего генератора. 

Это настоящая инновация в исследованиях ледовых полей в Антарктиде. Использованные в исследовании распределенные акустические датчики позволили получить точные данные, которые были озвучены на Ежегодной конференции Сейсмологического общества Америки (Seismological Society of America) в 2021 году.