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2024-08-14 04:30:12
夏が乾燥しているとき、農家は土壌に残っている水の量を知りたいと思うだろう。そして雨が降った場合、その量が蓄えられる。カリフォルニア工科大学（Caltech）の米国チームは、地上に特別なセンサーを配置したり、浅い深さしか示さない衛星に頼ったりせずに、これらの答えを得るための独自の方法を提案した。
方法は、 ネイチャーコミュニケーションズ8月5日、カリフォルニア州北部のモハーベ砂漠の試験エリアで、道路交通と地中埋設の光通信ファイバーを使用する。 「この10キロメートルの光ファイバーは、すでに暴動の余震を監視するために使用されていた。 リッジクレスト地震 2019しかし、そのデータは土壌の水分含有量に関する情報を得るためにも使用できることが分かりました。これを実証するのに 4 年かかりました。」研究の筆頭著者であるZhichao Shen氏はこう明らかにした。
地震センサーとして光ファイバーを使用するのは新しいことではありません。石油業界では地盤の変動を監視するために光ファイバーを使用し、地質学者は火山や大規模な地震帯を監視しています。この技術は微妙な光学現象を利用しています。薄いガラス管内の光の伝播は完璧ではありません。微細な欠陥が鏡のように光の一部を反射します。光の短いパルスを送信し、2 つの「鏡」での反射の相関関係を比較することで、光ファイバーが埋め込まれている地面がどのように動いたかを知ることができます。 「これにより、光ファイバーが、ファイバーに沿った歪みを測定する何千もの地震センサーに変わります。」グルノーブル＝アルプ大学でこのテーマに関する論文を発表したばかりのデスティン・ンジエンギ・バ氏はこう要約する。
深さ20メートルまで
さらに、ここでの方法は「受動的」です。測定された地震は主に道路交通によって引き起こされた地震だからです。そのため、研究者は地中20メートルまでの地震波の伝播速度を知っています。次に、この速度と土壌の水分含有量を関連付けるモデルを適用します。このモデルは、2021年にソルボンヌ大学のCNRS研究者であるダミアン・ジュニョーによって特別に開発されました。水分が多いほど、地震波は遅くなります。
結果：2年半の観察期間中、砂漠は蒸発散によって年間25センチメートルの水位に相当する水を失い、一方、雨によって水位が上昇したのはわずか5センチメートルでした。 「これらの結果は説得力があり、特にいわゆる不飽和帯の水分含有量に関連して、環境研究における繊維の利用に新たな道を開くものである。」ダミアン・ジュニョー氏は同誌のレビューレポートの中でこう書いている。 「他の方法を補完する方法です」グルノーブル・アルプ大学名誉教授のミシェル・カンピロ氏はこう付け加える。「迅速かつ低コストで導入できます。」
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#光ファイバーを使った土壌水分の調査