Un grup d'investigadors convertirà aquest estiu el cablejat de fibra òptica instal·lat al llit marí de les Illes Canàries en una xarxa sísmica per detectar terratrèmols mitjançant la tecnologia DAS, que permet transformar un cable de fibra òptica en una xarxa de sensors sísmics molt densa.
Aquest estiu, un grup d'investigadors de l'Institut de Ciències del Mar (ICM) de Barcelona, de l'Institut d'Òptica (IO-CSIC), de la Universitat d’Alcalá (UAH) i de la xarxa espanyola per a la Interconnexió dels Recursos Informàtics de les universitats i centres de recerca (RedIRIS) convertirà el cablejat de fibra òptica instal·lat al llit marí de les Illes Canàries en una xarxa sísmica per a la detecció de terratrèmols.
Els investigadors faran servir els cables de comunicacions submarins que connecten les illes de Tenerife i Gran Canària, situats en una zona d'alta activitat sísmica. Les mesures es realitzaran mitjançant la tecnologia DAS (de l'anglès Detecció Acústica Distribuïda), que té un gran potencial per al monitoratge de l’activitat sísmica, ja que permet convertir un cable de fibra òptica en una xarxa de sensors sísmics molt densa.
La tecnologia DAS consisteix en un dispositiu que emet polsos de llum làser a través de la fibra òptica i mesura les petites fraccions de senyal reflectides a les imperfeccions microscòpiques de l'interior del cable. Aquestes imperfeccions es converteixen en punts de referència que varien de posició a conseqüència de factors externs com ara les vibracions del sòl i, per tant, modifiquen les propietats de la llum retrodispersada. D’aquesta manera, un únic cable connectat a un dispositiu de mesura es pot convertir en una xarxa de milers de sensors.
Per disposar de més cobertura espacial, en aquest projecte es connectaran dos dispositius DAS de gran sensibilitat desenvolupats per l'IO i la UAH als extrems de les fibres a les dues illes.
L'objectiu dels investigadors, que ja han començat a instal·lar els dispositius, és avaluar el nivell de detecció d'aquesta nova tecnologia i millorar la localització de terratrèmols a la regió respecte a la xarxa sísmica terrestre existent a les illes. Els dispositius es recolliran a principis de setembre, moment a partir del qual es començaran a analitzar les dades obtingudes.
"Malgrat l'increment en el nombre d'estacions sísmiques a les Illes Canàries en els últims anys, aquestes se situen a terra, de tal manera que les àrees submarines no estan ben monitorades", exposa Arantza Ugalde, del Barcelona Center for Subsurface Imaging de l'ICM, que afegeix que "la disponibilitat de dades sísmiques en aquesta zona farà possible la caracterització, amb més resolució, de les estructures sísmicament actives entre Tenerife i Gran Canària".
Així mateix, l'experiment permetrà estudiar un altre tipus de dades que registren habitualment les xarxes sísmiques marines i que són causades per processos relacionats amb gasos o corrents oceàniques profundes. Finalment, el cablejat de la fibra òptica s'utilitzarà per analitzar dades no sísmiques com les que emeten alguns mamífers marins, la qual cosa servirà per estudiar el seu comportament.
"La tecnologia de detecció acústica distribuïda que hem desenvolupat permet transformar de manera senzilla un cable de fibra òptica en una matriu de sismòmetres de deformació d'alta sensibilitat", comenta Miguel González Herráez, de la UAH. Segons l'investigador, "aquesta tecnologia revolucionarà la presa de dades en sismologia, particularment en l'àmbit submarí, on la instal·lació de sensors sísmics implica un gran desafiament tècnic i econòmic".
Per la seva banda, Hugo Martins, de l'IO, assegura que "gràcies a aquest experiment es podran monitorar més de 50 quilòmetres de fibra a temps real i prop dels límits assequibles per la tecnologia de laboratori, essent necessari connectar només un equip a un dels extrems del cable de fibra òptica".
Finalment, des de RedIRIS, Esther Robles exposa que "facilitar la fibra òptica submarina per a aquest experiment de mesura de l’activitat sísmica ens ha fet fer un pas més en la línia de la nostra vocació, que és potenciar i facilitar el treball dels investigadors amb solucions de xarxa úniques".
En el camp de la sismologia tradicional, les estacions sísmiques, instal·lades permanent o temporalment, actuen com a sensors individuals distribuïts al voltant del globus terrestre. En l'actualitat, un dels grans reptes de la sismologia és la poca cobertura d'estacions sísmiques situades al fons del mar a causa del seu elevat cost.
Tot i que és encara molt incipient, l'estudi de la sismologia mitjançant la fibra òptica ha avançat molt en els últims cinc anys i s'ha fet servir amb èxit en diverses ocasions. Per exemple, el 2018, aquests equips DAS instal·lats a l'àrea metropolitana de Pasadena (Califòrnia) van detectar, a més de 9.000 quilòmetres de l'epicentre, un terratrèmol ocorregut a les Illes Fiji.