Os sismólogos da Caltech, em colaboração com os especialistas em óptica do Google, desenvolveram um método para usar cabos de telecomunicações subaquáticos existentes para detectar terremotos.
Uma vasta rede de mais de um milhão de quilômetros de cabos de fibra óptica é encontrada no fundo dos oceanos da Terra. Na década de 80, as empresas de telecomunicações e os governos começaram a instalar estes cabos, cada um dos quais pode estender-se por milhares de quilómetros. Hoje, a rede global é considerada a espinha dorsal das telecomunicações internacionais.
Os cientistas há muito procuram uma maneira de usar esses cabos submersos para monitorar o sismicidade. Afinal de contas, mais de 70% do globo está coberto por água e é extremamente difícil e caro instalar, monitorizar e operar sismógrafos subaquáticos para rastrear terramotos no fundo do mar.
Para detectar terremotos e tsunamis, já temos uma rede para explorar
O ideal, dizem os pesquisadores, é monitorar a sismicidade usando a infraestrutura existente ao longo do fundo do oceano.
Agora Zhongwen Zhan, PhD, professor assistente de geofísica, desenvolveu com seus colegas da Caltech uma maneira de analisar a luz que viaja através de fibras “iluminadas” (cabos submarinos existentes e funcionais) para detectar terremotos e ondas oceânicas sem a necessidade de equipamento adicional.
O novo método é descrito na revista Science.
“Esta nova técnica pode realmente converter a maioria dos cabos subaquáticos em sensores geofísicos com milhares de quilômetros de comprimento para detectar terremotos e possivelmente tsunamis no futuro”, diz Zhan.
Acreditamos que esta é a primeira solução para monitoramento de terremotos no fundo do oceano que poderia ser implementada em todo o mundo. Poderia complementar a rede existente de sismógrafos terrestres e bóias de monitorização de tsunamis para tornar a detecção de sismos e tsunamis subaquáticos muito mais rápida.
Zhongwen Zhan, Caltech
Como funciona o método para detectar tsunamis e terremotos com cabos de telecomunicações subaquáticos
As redes de cabo funcionam através do uso de lasers que enviam pulsos de informação. Eles fazem isso por meio de fibras de vidro que entregam dados a velocidades superiores a 200.000 mil quilômetros por segundo para receptores na outra extremidade.
Em seu trabalho, os pesquisadores se concentraram em Cabo curie, um cabo submarino de fibra óptica que se estende por mais de 10.000 quilômetros ao longo da borda leste do Oceano Pacífico, de Los Angeles a Valparaíso, no Chile.
Em terra, todos os tipos de perturbações (como mudanças de temperatura e até relâmpagos) podem alterar a polarização da luz que viaja através dos cabos de fibra óptica. Como a temperatura nas profundezas do oceano permanece quase constante e há poucas perturbações ali, a mudança na polarização de uma extremidade à outra do cabo Curie permanece bastante estável ao longo do tempo.
Exceto durante terremotos e quando as tempestades produzem grandes ondas no oceano. Nesse caso, a polarização muda repentina e drasticamente, permitindo aos pesquisadores identificar facilmente tais eventos nos dados.
Como este método pode alterar a detecção de tsunamis e terremotos
Hoje, leva alguns minutos para que as ondas sísmicas provenientes de terremotos que ocorrem a quilômetros de distância da costa cheguem aos sismógrafos terrestres. E os tsunamis demoram ainda mais. Usando esta nova técnica, todo o comprimento de um cabo submarino atua como um único sensor, medindo a situação até 20 vezes por segundo. Isso significa que, se um terremoto ocorrer perto de uma área específica, um aviso pode ser enviado às áreas potencialmente afetadas em segundos.
Durante os nove meses de testes relatados no novo estudo, os pesquisadores detectaram cerca de 20 terremotos moderados a grandes ao longo do cabo Curie. Entre eles, o terremoto de magnitude 7,7 ocorrido na costa da Jamaica em 28 de janeiro de 2020.
Zhan e seus colegas da Caltech estão agora desenvolvendo um algoritmo de aprendizado de máquina. Seria capaz de determinar se as mudanças detectadas na polarização são produzidas por terremotos ou tsunamis, ou apenas por navios ou um caranguejo movendo o cabo.
