Kabel Serat Optik Dapat Menghasilkan Peta Bawah Tanah Beresolusi Tinggi

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

Berapa banyak tanah bergerak selama gempa sangat tergantung pada sifat batuan dan tanah tepat di bawah permukaan bumi.Studi pemodelan menunjukkan bahwa guncangan tanah diperkuat di cekungan sedimen, di mana daerah perkotaan yang berpenduduk sering berada.Namun, pencitraan struktur dekat permukaan di sekitar area perkotaan dengan resolusi tinggi merupakan tantangan.

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

Peneliti sebelumnya menggunakan kembali bentangan serat sepanjang 10 kilometer untuk mendeteksi gempa susulan setelah gempa bumi Ridgecrest berkekuatan 7,1 di California pada Juli 2019. Susunan DAS mereka mendeteksi sekitar enam kali lebih banyak gempa susulan kecil daripada yang dilakukan sensor konvensional selama periode 3 bulan.

Dalam studi baru, para peneliti menganalisis data seismik kontinu yang dihasilkan oleh lalu lintas.Data DAS memungkinkan tim untuk mengembangkan model kecepatan geser dekat permukaan dengan resolusi subkilometer dua urutan besarnya lebih tinggi dari model tipikal.Model ini mengungkapkan bahwa sepanjang serat, lokasi di mana gempa susulan menghasilkan lebih banyak gerakan tanah umumnya berhubungan dengan tempat kecepatan geser yang lebih rendah.

Pemetaan bahaya seismik skala halus seperti itu dapat meningkatkan manajemen risiko seismik perkotaan, terutama di kota-kota di mana jaringan serat optik mungkin sudah ada, saran penulis.