調査では、インターネットケーブルがジオハザードを検出できることがわかります

インターネットの実行を維持する繊維オプティックケーブルは、地下のジオハザードを検出するのにも役立ちます 陥没穴、 ペンシルベニア州立大学の新しい研究によると。

大学の大学パークキャンパスの研究者は、地面にわずか数フィート下に埋もれた既存の通信ケーブルを使用した手法をテストしました。

分散型の音響センシング、またはDASを適用することにより、彼らはケーブルが陥没穴を含む破壊されたゾーンを地表下に数百フィート伸ばす方法をマッピングする方法を観察しました。調査結果は、Journal of Geophysical Research：Solid Earthに掲載されました。

システムの仕組み

チームは、光ファイバーケーブルに光パルスを送信し、途中で音響信号をキャプチャするDAS尋問者を構築しました。約4マイルの既存のケーブルに取り付けられたこのツールは、周囲からの振動を記録しました。

その後、研究者は計算モデルを適用して、車、学生、建設からの騒音を除外し、岩密度に関連する信号を残しました。

「地球科学者は、日常のトラフィックなどの入力をデータのノイズとしてよく考えています」と、地球物理学の准教授であり、研究の共著者であるTieyuan Zhu氏は述べています。 「しかし、私たちの研究は、いわゆる「ゴミ騒音」が非常に便利であることを示しています。」

従来のツールに代わる安価な代替品

地上密度は、ジオフォン、費用がかかり、労働集約的な機器で長い間測定されており、単一のデータポイントに限定されています。この新しい方法は、相互相関を使用して、日常の交通振動を地震表面波に変えます。

これにより、ケーブルの下の波の速度の詳細な画像が作成され、孤立した測定値の代わりに測定のウェブが生成されます。

キャンパスの下の潜在的な陥没穴

このアプローチは、研究者がキャンパスの下に陥没穴に発展する可能性のある低密度ゾーンをマッピングした場合に効果的でした。音響モデルは、領域を低速度構造として示し、同じ深さの周囲の地面よりも密度が低くなりました。

Zhuは、ペンシルベニアのカルストを考えると、結果は驚くことではないと指摘しました 地質、多孔質石灰岩とドロマイトを含む。これらの岩石は、酸性水にさらされると徐々に溶解し、多くの場合、陥没穴につながる空洞を残します。

リスクと将来の使用の評価

ペンシルベニア州の物理工場局とその請負業者は、データをレビューし、キャンパス構造に即時の脅威をもたらさないことを確認しました。それでも、Zhuは、この技術は将来の計画において重要な役割を果たす可能性があると述べた。

このシステムは、米国国立科学財団からの市民イノベーションチャレンジ助成金を通じて、すでにピッツバーグで拡大されています。このプロジェクトは、検出することにより災害リスクを減らすことを目的としています 地下の弱点 彼らが危険になる前に。

ノイズをリソースに変える

「陥没穴はペンシルベニア州以降で広まっています」とZhuは言いました。 「この研究を特に強力にしているのは、毎日の交通騒音（完全に無料の何か）がジオハザードを見つけるためのツールに変えることです。

「センサーとして既に設置されている既存の光ファイバーケーブルを使用することにより、リスクを評価し、ペンシルベニア人の将来の脅威を防ぐための手頃な価格のスケーラブルな方法を提供できます。」

より広範な研究プロジェクトの一部

勉強 地球科学を研究しているポスドク学者であるZhinong Wangによって共著されました。これは、Zhuが率い、国立科学財団が支援する環境センシング（Foresee）プロジェクトの光ファイバーの一部です。

予見者は、地下ケーブルから高解像度の振動データを収集し、以前はエネルギー抽出、厳しい気象予測、さらにはニッタニーライオンズフットボールチームの本拠地であるペンシルベニア州の伝説的なビーバースタジアムで監視活動に使用されています。