Rețelele de fibră optică susțin, în orice moment, marea majoritate a traficului global de internet. Însă aceste infrastructuri pot fi folosite și pentru a crea senzori extrem de preciși pe bază de lumină, oferind cercetătorilor și autorităților posibilitatea de a studia — și, eventual, de a preveni — cele mai distructive efecte ale activității vulcanice.
Cercetători de la California Institute of Technology, în colaborare cu oameni de știință din Islanda, au dezvoltat o nouă metodă de utilizare a fibrei optice ca senzor pentru detectarea erupțiilor vulcanice. Echipa internațională a creat un sistem *distributed acoustic sensing* (DAS) și i-a testat eficiența pe Peninsula Reykjanes, una dintre cele mai active zone vulcanic din Islanda.
Această regiune este cunoscută pentru activitatea sa vulcanică frecventă, cu câmpuri extinse de lavă și curgeri subterane de magmă. În ultimii ani au avut loc mai multe erupții, unele dintre ele reprezentând pericole reale pentru localitățile din apropiere. Datorită noii tehnici DAS, locuitorii din această zonă accidentată a Islandei ar putea beneficia de până la 30 de minute de avertizare înainte de o erupție vulcanică.
După un eveniment major de intruziune magmatică produs pe Peninsula Reykjanes în 10 noiembrie 2023, cercetătorii au desfășurat un cablu de fibră optică de 100 de kilometri pe parcursul a 10 zile. Sistemul DAS funcționează trimițând impulsuri laser prin liniile subterane de fibră optică neutilizate. Când vibrații — precum cele cauzate de mișcarea magmei — trec prin cabluri, acestea provoacă modificări subtile de fază în lumina laserului. Aceste modificări pot fi detectate și analizate de cercetători pentru a identifica activitatea seismică.
Un cablu de fibră optică de 100 de kilometri, utilizat în cadrul acestui sistem, poate înlocui eficient o rețea liniară formată din mii de senzori seismici convenționali. Sistemul DAS este extrem de precis, capabil să detecteze deformări ale solului la scară milimetrică, pe măsură ce magma se extinde, curge și exercită presiune asupra scoarței terestre din camerele magmatice aflate adânc sub pământ. Potrivit cercetătorilor, această tehnologie oferă o rezoluție mult mai mare decât metodele tradiționale bazate pe GPS sau imagistică satelitară.
Pe parcursul unui an, sistemul DAS a colectat date privind mișcările subterane ale magmei. Echipa de cercetare a folosit ulterior aceste informații pentru a dezvolta un sistem preliminar de avertizare timpurie pentru activitatea vulcanică din Peninsula Reykjanes. Sistemul este conceput să alerteze populația cu 30 de minute până la câteva ore înainte de producerea unei erupții.
Potrivit autorului principal al studiului, Jiaxuan Li, tehnologia DAS are aplicații valoroase atât pentru cercetarea științifică, cât și pentru siguranța publică. Sistemul le permite oamenilor de știință să monitorizeze mai eficient evenimentele de intruziune magmatică, oferind în același timp locuitorilor Peninsulei Reykjanes un avertisment esențial din timp în fața unor posibile erupții vulcanice.
