Kartet viser kjente undersjøiske kabler i drift globalt. Kartografi: submarinecablemap.com
Forskere fra USA og Chile har tatt i bruk 50 km av en telekomkabel som går fra USA til Chile for å lytte etter seismiske rystelser.
Ved å utnytte en teknologi som kalles distribuert akustisk måling (DAS), kunne forskerne bruke den fiberoptiske kabelen som en seismisk lyttestasjon, bestående av tusener av virtuelle seismiske sensorer.
DAS-teknologien utnytter at en liten andel av lyset som sendes gjennom fiberoptiske kabler reflekteres. Refleksjonene avslører hvor mikroskopisk deformasjon i kabelen har funnet sted – deformasjon som oppstår ved rystelser. Teknologien bidrar således til å gjøre om en fiberoptisk kabel til tusenvis av «målestasjoner».
Resultatene viste at den undersjøiske kabelen varslet om skjelv ca. tre sekunder før tilsvarende målinger på land. I forbindelse med større undersjøiske jordskjelv, som blant annet kan danne tsunamier, vil alle grep som kan bidra til raskere varsling, kunne bidra til å redde liv.
Forskerne mener det er mulig å forbedre varslingstiden ytterligere ved å ta i bruk flere kabler/lyttestasjoner (arrayer).
Forskerne valgte et segment av kabelen som ligger utenfor kysten av Chile fordi det er en jordskjelvutsatt region (subduksjonssone) der det historisk har inntruffet flere kraftige skjelv, inkludert det sterkeste som er registrert (magnitude 9,5 i 1960).
Det kan dermed argumenteres for at Chile er det landet som har største nytte av et offshore tidlig jordskjelvsvarslingssystem, men DAS-teknologien kan i teorien brukes overalt hvor det er lagt fiberoptiske kabler.
Forskning og testing i Norge
I Norge fikk vi i 2023 en egen infrastruktur basert på nedgravde fiberoptiske kabler der DAS-teknologien kan testes. NORSARs nye array NORFOX er et forskningsanlegg for uttesting av fiberoptisk sensorteknologi, primært rettet mot forskning på CO2-lagring.
Fiberoptiske kabler kan få mange og viktige bruksområder i fremtiden, noe blant annet Centre for Geophysical Forecasting (CGF) ved NTNU har forstått.
– Å kombinere det verdensomspennende fiberoptiske nettverket med eksisterende fjernmålingssystemer som satellitter, kan skape et billig, globalt overvåkingsnettverk, fortalte Martin Landrø, senterleder og professor i geoakustikk, til nettstedet Gemini.no.
Det er for tiden ca. 378 undersjøiske kabler i drift globalt med en total lengde på om lag 1,2 millioner kilometer. Den lengste, Asia-America Gateway Cable, strekker seg ca. 20 000 kilometer fra California på fastlandet av USA via Hawaii og Guam i Stillehavet til Filippinene og videre innover i Sørøst-Asia.
Å bygge nye målestasjoner som skal dekke havene kan være svært kostbart, men ved å benytte allerede eksisterende infrastruktur, blir prislappen en helt annen.
Én av forskningsgruppene i CGF vier innsatsen sin til DAS-teknologien.
I 2022 demonstrerte gruppen at de for første gang hadde klart å bruke slike kabler for å overvåke hvaler i Arktis. De hadde fått «låne» en 120 km lang undersjøisk kabel som går mellom Longyearbyen og Ny-Ålesund. De lærte raskt at de også kunne holde orden på skipstrafikken i området. For eksempel kunne de beregne hastigheten og posisjonen til lasteskipet Norbjørn, som befant seg om lag 87 km unna Longyearbyen.
Litt lenger tid brukte de på å forstå et sett med rare bølgemønstre, der hver bølgeserie varte 50 til 100 timer med en monotont økende frekvens. Dette viste seg å være stormer langt, langt unna Svalbard. Økningen i frekvens forklarer Landrø med at de laveste fysiske bølgene på havet beveger seg raskest. Bølgene med høyest frekvens kan komme flere dager senere.
De identifiserte blant annet en storm utenfor Brasil, hele 13 000 km unna kabelen ved Svalbard.
Landrø er optimistisk for fremtiden. Han tviler ikke på at fiberoptikken vil spille en rolle for jordskjelvovervåkning. Kanskje kan teknologien også brukes for å overvåke og beskytte infrastruktur på havbunnen som undersjøiske gassledninger.
CGF har som mål å utvikle nye metoder for bedre overvåkningsløsninger basert på den solide geofysiske kompetansen som NTNU og Norge besitter etter 50 år med oljeleting og -produksjon.
Forskningen har et potensielt bredt nedslagsfelt. Eksempler på områder der bedre prognoser vil komme godt med, er jordskjelv, ras, kartlegging av vannressurser, hydrokarboner og tilhørende lagring av CO2.
geoforskning.no: «Teknologiens nye våpen mot naturkatastrofer»
