Kabel Serat Optik Dapat Menghasilkan Peta Bawah Tanah Resolusi Tinggi

Serangkaian gempa bumi dan gempa susulan mengguncang kawasan Ridgecrest di California Selatan pada tahun 2019. Penginderaan akustik terdistribusi (DAS) menggunakan kabel serat optik memungkinkan pencitraan bawah permukaan resolusi tinggi, yang dapat menjelaskan amplifikasi guncangan gempa di lokasi yang diamati.

Seberapa besar pergerakan tanah selama gempa bumi sangat bergantung pada sifat batuan dan tanah di bawah permukaan bumi. Studi pemodelan menunjukkan bahwa guncangan tanah diperkuat di cekungan sedimen, yang sering menjadi lokasi pemukiman perkotaan. Namun, pencitraan struktur dekat permukaan di sekitar wilayah perkotaan dengan resolusi tinggi merupakan suatu tantangan.

Yang dkk. telah mengembangkan pendekatan baru menggunakan penginderaan akustik terdistribusi (DAS) untuk membuat gambar struktur dekat permukaan beresolusi tinggi. DAS adalah teknik baru yang dapat mengubah yang sudah adakabel serat optikmenjadi array seismik. Dengan memantau perubahan penyebaran gelombang cahaya saat bergerak melalui kabel, para ilmuwan dapat menghitung perubahan regangan kecil pada material di sekitar serat. Selain merekam gempa bumi, DAS telah terbukti berguna dalam berbagai aplikasi, seperti menentukan nama marching band paling keras di Rose Parade 2020 dan mengungkap perubahan dramatis dalam lalu lintas kendaraan selama perintah tinggal di rumah akibat COVID-19.

Para peneliti sebelumnya menggunakan kembali bentangan serat sepanjang 10 kilometer untuk mendeteksi gempa susulan setelah gempa berkekuatan 7,1 di Ridgecrest di California pada Juli 2019. Rangkaian DAS mereka mendeteksi gempa susulan kecil enam kali lebih banyak dibandingkan sensor konvensional selama periode 3 bulan.

Dalam studi baru tersebut, para peneliti menganalisis data seismik berkelanjutan yang dihasilkan oleh lalu lintas. Data DAS memungkinkan tim untuk mengembangkan model kecepatan geser dekat permukaan dengan resolusi subkilometer dua kali lipat lebih tinggi dari model biasa. Model ini mengungkapkan bahwa sepanjang serat, lokasi dimana gempa susulan menghasilkan lebih banyak gerakan tanah umumnya berhubungan dengan lokasi dimana kecepatan geser lebih rendah.

Para penulis berpendapat bahwa pemetaan bahaya seismik skala besar seperti itu dapat meningkatkan manajemen risiko seismik perkotaan, terutama di kota-kota di mana jaringan serat optik sudah ada.