光ファイバーケーブルで高解像度の地下地図を作成できる

2019年、南カリフォルニアのリッジクレスト地域では一連の地震と余震が発生した。光ファイバーケーブルを使用した分散型音響センシング（DAS）により、高解像度の地下イメージングが可能になり、観測された場所での地震の揺れの増幅を説明できるようになる。

地震時に地面がどれだけ動くかは、地表直下の岩石や土壌の性質に大きく依存します。モデル研究は、人口密集地が位置する堆積盆地で地面の揺れが増幅されることを示唆しています。しかし、都市部周辺の表面近くの構造を高解像度で画像化することは困難でした。

ヤンら。は、分散音響センシング (DAS) を使用して表面近くの構造の高解像度画像を構築する新しいアプローチを開発しました。 DAS は既存の技術を変革できる新しい技術です。光ファイバーケーブル地震アレイに。科学者は、光パルスがケーブル中を伝わる際にどのように散乱するかの変化を監視することで、ファイバーの周囲の材料における小さなひずみの変化を計算できます。 DAS は、地震の記録に加えて、2020 年のローズ パレードで最も騒々しいマーチング バンドの名前を指定したり、新型コロナウイルス感染症による外出禁止令中の車両交通の劇的な変化を明らかにしたりするなど、さまざまな用途で役立つことが証明されています。

これまでの研究者らは、2019年7月にカリフォルニアで起きたマグニチュード7.1のリッジクレスト地震後の余震を検出するために、10キロメートルにわたるファイバーを再利用した。彼らのDASアレイは、3か月間に従来のセンサーの約6倍の小規模な余震を検出した。

新しい研究では、研究者らは交通によって生成された継続的な地震データを分析した。 DAS データにより、チームは一般的なモデルよりも 2 桁高いサブキロメートル分解能の表面近くせん断速度モデルを開発することができました。このモデルにより、ファイバーの長さに沿って、余震によってより多くの地震動が発生した場所は、せん断速度がより低かった場所と一般に対応していることが明らかになりました。

このような詳細な地震ハザードマップは、特に光ファイバーネットワークがすでに存在する可能性のある都市において、都市の地震リスク管理を改善する可能性があると著者らは示唆している。