Прогнозы погоды на ближайшие часы и дни, рассчитываемые суперкомпьютерами по математическим моделям, созданным метеорологами, становятся все точнее. И хотя они не являются «незыблемыми» и часто корректируются, эти изменения в атмосфере мы, как правило, успеваем учитывать в своей одежной экипировке, поглядывая на погодные сайты. Но вот с предсказуемостью значительно более опасных стихийных бедствий - землетрясений - у ученых-сейсмологов пока что «не складывается». Несмотря на то, что в мире построено и работает множество сейсмологических станций, предупреждения о надвигающемся землетрясении население даже в районах, находящихся вдали от эпицентра, до сих пор имеет лишь «теоретический характер», поскольку оно может прийти за пару минут до подземного толчка, когда успеть обезопасить себя уже практически невозможно, особенно в силу внезапности запоздалого сигнала.
Современные системы оповещения о приближающихся колебаниях земли построены на базе специальных приборов - сейсмоприемников, регистрирующих так называемую «первичную сейсмическую волну» - предвестник землетрясения (она не чувствуется людьми, но ее ощущают некоторые животные), которая распространяется от эпицентра «подземной встряски» со скоростью 2-8 км/с (в зависимости от плотности почвы). То есть, если эпицентр землетрясения находится, например, на расстоянии 400 км от сейсмостанции, то ее сейсмосенсоры получат «толчковый сигнал» через 200-50 с, а вторичная сейсмическая волна (разрушительная) даже «не даст опомниться» и придет в эту же точку почти через такой же интервал времени.
И вот ученые Стэнфордского университета додумались до использования в качестве сейсмосенсоров оптоволоконных сетей, которые в настоящее время уже присутствуют практически повсеместно по всем странам, континентам и даже в океанских глубинах. Такие сети, как известно, являются основой мирового Интернета, а в малонаселенных районах они прокладываются нефтегазодобывающими компаниям. Так что территорий, по которым бы не проходили ВОЛС, на всем Земном шаре, пожалуй, не так уж много.
Итак, американские изобретатели предложили локализовать подземные толчки с помощью известного метода обратного рассеяния. Принцип его действия заключается в том, что в одно из волокон оптического кабеля направляется зондирующий световой сигнал, который при прохождении по оптоволокну подвергаются множеству частичных отражений от дефектов и примесей в стекле, и эти отраженные сигналы фиксируются оптическим приемником в точке отправления зондирующего сигнала, благодаря чему можно определять расстояния до дефектов и примесей в оптоволокне. А когда на какой-либо участок оптической трассы будут воздействовать подземные толчки, вызывая ее движения, это отразиться на характеристиках отраженного сигнала, что позволит «вычислить» места толчков. При этом скорость доставки информации о толчке - равна скорости света в стекле, то есть на сотни тысяч раз быстрее скорости первичной сейсмической волны, а значит времени на подготовку к землетрясению будет почти вдвое больше.
Стэнфордские исследователи провели эксперимент с использованием пятикилометровой ВОЛС, в ходе которого они засекли сотни микротолчков грунта на территории университета, подтвердив таким образом готовность своего изобретения для предсказания и выявления землетрясений и сверхскоростного оповещения о них.
Комментарии
Отправить комментарий