光ファイバーケーブルで高解像度の地下地図を作成可能

一連の地震と余震は、2019 年に南カリフォルニアのリッジクレスト地域を揺るがしました。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、観測された地震の揺れのサイト増幅を説明できます。

地震時に地面がどれだけ動くかは、地表直下の岩石や土の特性に強く依存します。モデリング研究は、人口密集した都市部がしばしば位置する堆積盆地で地盤の揺れが増幅されることを示唆しています。しかし、都市部周辺の地表近くの構造を高解像度でイメージングすることは困難でした。

ヤンら。は、分散音響センシング (DAS) を使用して表面近傍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。光パルスがケーブルを通過する際の散乱の変化を監視することにより、科学者はファイバーを取り囲む材料の小さな歪みの変化を計算できます。地震の記録に加えて、DAS は、2020 年のローズ パレードで最も騒々しいマーチング バンドの名前を挙げたり、COVID-19 による外出禁止令中の車両交通量の劇的な変化を明らかにしたりするなど、さまざまなアプリケーションで役立つことが証明されています。

以前の研究者は、2019 年 7 月にカリフォルニア州で発生したマグニチュード 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 キロメートルに及ぶファイバーを再利用しました。彼らの DAS アレイは、従来のセンサーが 3 か月間に検出した小さな余震の約 6 倍を検出しました。

新しい研究では、研究者は交通によって生成された連続的な地震データを分析しました。DAS データにより、チームは典型的なモデルよりも 2 桁高いサブキロメートルの解像度を持つ地表近くのせん断速度モデルを開発することができました。このモデルは、繊維の長さに沿って、余震がより多くの地動を引き起こした場所は、一般にせん断速度がより低い場所に対応することを明らかにしました。

このような詳細な地震ハザード マッピングは、特に光ファイバー ネットワークが既に存在する可能性がある都市で、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。