اعلام زودهنگام سونامی با کابل‌های فیبر نوری

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از «فیوچریتی»، یک سیستم موسوم به DART یا «ارزیابی و گزارش سونامی اعماق اقیانوس»، از گویچه‌های شناور مخصوص تشکیل شده است که کار نظارت برای رصد سونامی را بر عهده دارند. این گویچه‌ها در حدود ۵۰۰ هزار دلار هزینه نصب و ۳۰۰ هزار دلار دیگر هزینه نگهداری دارند. ۳۲ گویچه شناور در محیط اقیانوس آرام کار رصد را انجام می‌دهند که این به معنی میلیون‌ها دلار هزینه سالانه برای نگهداری آنها است.

اکنون «زک اسپیکا» زلزله‌شناس از دانشگاه میشیگان و همکاران او در موسسه فناوری کالیفرنیا از روشی موسوم به «حسگری اکوستیک توزیعی» (DAS) برای استفاده از یک راه ارزان‌تر و در دسترس‌تر برای نظارت بر خطر سونامی استفاده کرده‌اند. این راه ارزان‌تر عبارت از حدود یک میلیون مایل فیبر نوری در کف اقیانوس‌ها است.

اسپیکا خاطرنشان کرد: شرکت های مخابراتی و ارتباطات راه دور در مدت ۳۰ سال گذشته این کابل های فیبر نوری را در بستر اقیانوس ها کار گذاشته‌ و صدها میلیارد دلار برای انجام این کار هزینه کرده اند.

اکنون به لطف فوتونیک پیشرفته و قدرت‌های محاسباتی بزرگ می‌توانیم کابل های فیبر نوری را به آرایه‌هایی از حسگرها تبدیل کنیم. سونامی عبارت از یک رشته امواج بزرگ ناشی از جابجایی ناگهانی آب اقیانوس است که عمدتا به علت حرکت ناگهانی بستر اقیانوس ایجاد می شود.

اسپیکا و همکارانش در مطالعه‌ای انتشاریافته در نشریه «نامه‌های تحقیقات ژئوفیزیک» نشان دادند که کابل های فیبر نوری قابل استفاده به عنوان سیستم هشدار زودهنگام سونامی هستند.

به گفته وی، برخلاف زمین‌لرزه‌ها که قابل پیشگیری نیستند و ناگهان روی می دهند، ایجاد سونامی معمولا زمان بیشتری می‌برد تا تشکیل شود و به ساحل برسد و به این ترتیب سیستم‌های هشدار اولیه برای سونامی‌ کارآمدتر است. اما ارزیابی مقیاس و قدرت سونامی قبل از رسیدن به ساحل دشوار است از این رو ابزارهای برون‌ساحلی (در دریا) مورد نیاز است که نصب و نگهداری آنها پرهزینه است.

این محققان در مدت پنج سال گذشته واحدهای سیستم DAS را در شرکت های مخابراتی فیبر نوری در آلاسکا، ژاپن، اسپانیا و «لیک اونتاریو» نصب کردند که از کابل های فیبر نوری زیر دریا استفاده می کنند. آنان با استفاده از یکی از این دستگاه های نصب شده در «فلورانس» در اریگون موفق شدند یک سونامی ایجاد شده در یک جزیره در ۱۳۰۰ مایلی شرق دماغه آمریکای جنوبی را شناسایی و ردیابی کنند.

تکنیک DAS‌ بر مبنای نظارت بر فوتون‌ها – ذرات نور – جابجا شونده در درون کابل های فیبر نوری است. محققان در ابتدا از این کابل ها برای ردیابی زمین‌لرزه استفاده کردند اما در ادامه تحقیقات به استفاده از این کابل ها برای ردیابی سونامی روی آوردند.

این محققان کاملا اطمینان ندارند که چه خصوصیتی در سونامی موجب تغییر در کابل های فیبر نوری می شود. سیستم DAS می تواند یک راه جایگزین برای استفاده از کابل های فیبر نوری در آینده در اختیار شرکت های مخابراتی بگذارد.

اسپیکا گفت که این کابل ها می توانند برای نظارت‌های نظامی، ردگیری قایق ها، رصد دمای اقیانوس ها و تحقیق در زمینه تغییرات آب و هوایی استفاده شوند.