Ученые хотят превратить все оптоволоконные сети в мире в единую систему наблюдения за целой планетой

В частности, 1,2 миллиона километров уже существующего оптоволоконного кабеля можно было бы объединить со спутниками и другими инструментами дистанционного зондирования для наблюдения за всем земным шаром в режиме реального времени.

Таким образом можно отслеживать штормы и землетрясения, а также суда и китов, проходящих через моря. Оптоволоконная сеть может даже иметь потенциал для обнаружения поломок в глобальной инфраструктуре.

«Это может быть и глобальная обсерватория, которая изменит правила игры в науках об океане и Земле», — заявил геофизик Мартин Ландро из Норвежского университета науки и технологий (NTNU).

Как создать единую мировую сеть

Мониторинг будет осуществляться с помощью акустических датчиков волоконно-оптических кабелей. Любые изгибы кабелей, вызванные звуковыми волнами или реальными волнами, могут быть обнаружены и интерпретированы для измерения движения.

Это было продемонстрировано некоторыми членами той же команды в прошлом году, когда они отслеживали китов в Арктике. В течение 44 дней в 2020 году ученые смогли засечь более 800 звуков, издаваемых китами, через подводный кабель длиной 120 километров и даже выявили сильный шторм на расстоянии 13 000 километров.

Система будет объединять кабели с другими датчиками и инструментами Landrø et al, Scientific Reports 2022

Все это стало возможным благодаря установке, известной как распределенное акустическое зондирование (DAS), и устройству, называемому опросчиком или запросчиком. Устройство опроса посылает импульс света по оптоволоконному кабелю, который затем обнаруживает и точно измеряет любой изгиб на его пути. «Эта технология существует уже давно, — говорит Ландро. — Но за последние пять лет он сделал огромный шаг вперед. Теперь мы можем использовать это для мониторинга и измерения акустических сигналов на расстоянии от 100 до 200 километров».

Ложка дегтя

У глобальной сети, конечно, есть ограничения: результаты, выдаваемые системой, содержат много шума, а это означает, что выделить сигналы сложнее, чем, скажем, сейсмометрами. Именно здесь на сцену выходят другие сенсорные устройства, такие как спутники, чтобы добавить дополнительный контекст.

Эта технология также постоянно совершенствуется. Сейчас запросчики DAS не могут «видеть» прошлые компоненты внутри волоконно-оптических кабелей, используемых для передачи сигналов, но исследователи прилагают все усилия, чтобы преодолеть это ограничение.

Команда также стремится подчеркнуть, что ее всемирная сеть наблюдения будет служить дополнением к другим системам, а не заменой. Поскольку эта кабельная сеть настолько обширна, потенциальное количество находок может быть огромным.

John Dou