Rilevare i terremoti sfruttando i cavi sottomarini
L’installazione di sensori sismici sul fondale marino non è affatto un’operazione semplice ed economica. Proprio per questo motivo, non sarebbe meglio poter sfruttare i cavi sottomarini per le telecomunicazioni già esistenti per poter monitorare le attività sismiche? Una squadra internazionale di geoscienziati, in parte sostenuta dal progetto FINESSE finanziato dall’UE, ha impiegato cavi di comunicazione a fibra ottica sul fondo del Mare del Nord per realizzare una rete sismica gigante. La squadra è così riuscita a seguire sia i terremoti che le onde del mare. La loro ricerca è stata pubblicata sulla rivista «Nature Communications». «Abbiamo presentato e analizzato i nostri rilievi sulle onde sismiche e marine facendo affidamento su sensori dotati di tecnologia di rilevamento DAS [distributed acoustic sensing] posizionati sul fondo marino al largo della costa del Belgio, a dimostrazione di come l’utilizzo di impianti sottomarini a fibra ottica già esistenti possa fornire dati sismografici e oceanografici di notevole valore». L’autore a guida dello studio, Ethan F. Williams, citato nel comunicato stampa del California Institute of Technology (Caltech), afferma: «L’utilizzo di cavi di comunicazione a fibra ottica sui fondali marini sta diventando sempre più diffuso. Invece di posare un dispositivo completamente nuovo, si può sfruttare la fibra e iniziare a monitorare la sismicità fin da subito». La tecnologia DAS utilizzata dai ricercatori è stata inizialmente sviluppata per l’estrazione di energia, per poi essere riadattata per le attività sismiche. Questa tecnologia fa uso di un dispositivo a fotoni che trasmette brevi impulsi di luce laser nel cavo a fibra ottica. Nel comunicato stampa Caltech si legge: «Le piccolissime imperfezioni riscontrate nel cavo riflettono minuscole quantità di luce che contribuiscono a convertire queste imperfezioni in “coordinate”. Appena un’onda sismica urta il cavo a fibra ottica, le coordinate spostano leggermente la loro posizione, modificando il tempo di percorrenza delle onde luminose riflesse. In questo modo gli scienziati sono in grado di seguire la progressione dell’onda». Lo strumento DAS impiegato nello studio in questione è stato costruito e messo in funzione da una squadra dell’ente partecipante al progetto FINESSE, l’Università di Alcalá. «L’uso di DAS sottomarini rappresenta una nuova frontiera nella geofisica che può portare alla luce dati sismici sottomarini di grande importanza e contribuire a fornire una nuova comprensione delle profondità della Terra e dei suoi grandi difetti», afferma Zhongwen Zhan, docente assistente di geofisica e co-autore dello studio.
Come trasformare parchi eolici in una rete sismica
Facendo riferimento allo stesso comunicato stampa, la squadra guidata dai ricercatori Caltech ha impiegato cavi a fibra ottica con una sezione di 40 000 metri per collegare il parco eolico sul Mare del Nord alla costa. Williams afferma che «basta attivare un commutatore per avere a disposizione una serie di 4000 sensori la cui installazione sarebbe costata una fortuna». Williams inoltre aggiunge che la rete di fibra ottica era riuscita a rilevare e registrare un terremoto di magnitudo 8,2 vicino alle isole Fiji nell’agosto del 2018, il che «testimonia la capacità della tecnologia di colmare alcune delle ingenti zone d’ombra nella rete sismica mondiale», come evidenziato nel comunicato stampa. Il progetto FINESSE (Fibre Nervous Sensing Systems) a supporto della ricerca si protrarrà fino a settembre 2020. Il sito web del progetto riporta: «L’obiettivo del progetto FINESSE… è quello di simulare il sistema nervoso degli essere viventi per trasformare strutture artificiali e naturali in oggetti sensibili agli stimoli esterni grazie all’avanzata tecnologia dei sensori in fibra ottica distribuita, che avrà sia la funzione di avvertire tempestivamente su possibili pericoli o sul verificarsi di danni che quella di ottimizzare il funzionamento della struttura in modo da consentire un uso sostenibile delle risorse naturali». Per maggiori informazioni, consultare: sito web del progetto FINESSE
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