La nueva tecnología de cable submarino es como 'un poderoso telescopio para terremotos'

Imaginama/iStock

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En un nuevo estudio de Caltech, los sencillos cables subterráneos de fibra óptica que atraviesan el paisaje de California han revelado una ventaja especial: detectar y medir terremotos.

Si bien estos cables brindan conectividad a Internet, una sección de cable de fibra óptica fue reutilizada para profundizar en la intrincada mecánica de un terremoto de magnitud 6, arrojando luz sobre los detalles de su proceso de ruptura.

Los hallazgos, publicados en la revista Nature el 2 de agosto, iluminan el potencial de los cables de fibra óptica para mejorar la comprensión de los terremotos y los sistemas de alerta temprana, siempre que se logre una cobertura de cable más amplia.

Sólo para aclarar, la detección de terremotos mediante cables submarinos no es un concepto nuevo. De hecho, Interesting Engineering (IE) informó anteriormente cómo al menos 400 de ellos pueden aprovecharse a nivel mundial, como se reveló en una sesión de preguntas y respuestas con un experto.

Ahora, en un comunicado de prensa reciente, un equipo dirigido por el profesor de Geofísica Zhongwen Zhan ha introducido un método innovador llamado detección acústica distribuida.

Al reinventar los cables de fibra óptica como sismómetros improvisados, aprovecharon una sección de cable de apenas 100 kilómetros (62 millas) para obtener información sobre la compleja dinámica de un terremoto específico de 2021.

"Si podemos conseguir una cobertura más amplia para medir la actividad sísmica, podremos revolucionar la forma en que estudiamos los terremotos y proporcionar alertas más avanzadas", explicó Zhan en un comunicado de prensa.

"Aunque no podemos predecir los terremotos, la detección acústica distribuida conducirá a una mejor comprensión de los detalles subyacentes a cómo se rompe la Tierra".

En el sur de California, alrededor de 500 sismómetros cubren una vasta superficie de aproximadamente 56.500 kilómetros cuadrados, cada uno con un precio de hasta 50.000 dólares. Por el contrario, aprovechar los cables de fibra óptica podría prácticamente cubrir la región con millones de sismómetros rentables.

Esta ingeniosa técnica consiste en colocar emisores láser en un extremo del cable, enviando rayos de luz a través de los hilos de vidrio que componen el núcleo del cable.

Las imperfecciones en el vidrio reflejan una fracción de la luz hacia la fuente para la grabación. Esto transforma el cable en una red de puntos de referencia rastreables, respondiendo a los movimientos del suelo alterando los tiempos de viaje de la luz entre estos puntos.

Cortesía de Z. Zhan

Básicamente, las imperfecciones del cable actúan como miles de sismómetros individuales, lo que permite a los sismólogos capturar el movimiento de las ondas sísmicas.

En el estudio, el equipo se centró en las firmas de luz dentro de un segmento de cable de fibra óptica ubicado en el este de Sierra Nevada durante el terremoto de magnitud 6 de Antelope Valley de 2021.

Esta sección equivalente a 10.000 sismómetros desentrañó la complejidad del terremoto, revelando una secuencia de cuatro rupturas más pequeñas, o "subeventos". Estos subeventos esquivos, similares a mini terremotos, eludieron las redes sísmicas convencionales.

En colaboración con el laboratorio de Nadia Lapusta, el equipo construyó un modelo preciso del terremoto M6 utilizando los datos sísmicos medidos. El modelo delineó con precisión las ubicaciones de las regiones de falla y sincronización de los cuatro subeventos.

"Como analogía, imagina el telescopio de tu patio trasero. Puedes ver Júpiter, pero probablemente no puedas ver sus lunas ni ningún detalle", dijo Zhan.

"Con un telescopio realmente potente se pueden ver los finos detalles del planeta y de la superficie de la luna. Nuestra tecnología es como un potente telescopio para terremotos".

El potencial de reutilizar los cables de fibra óptica como instrumentos sísmicos es inmensamente prometedor, ya que ofrece un medio rentable para ampliar nuestra comprensión de los terremotos e, idealmente, mitigar sus impactos.

A medida que la ciencia continúa uniendo la innovación tecnológica con los procesos naturales de la Tierra, el futuro de la investigación sobre terremotos se vuelve más brillante con cada pulso de luz que atraviesa cables enterrados.

El estudio completo se publicó en Nature el 2 de agosto.