美國加利福尼亞大學(xué)伯克利分校日前宣布，該校研究人員和同行成功完成了一次用海底光纜監測地震的實(shí)驗，這說(shuō)明全球已存在的光纜系統有潛力被用作一個(gè)巨大的地震監測網(wǎng)絡(luò )。

海底光纜就是埋在海底的光纖線(xiàn)纜，利用光在光導纖維中的傳播特性來(lái)傳輸數據。而它就是保證全球各大區域網(wǎng)絡(luò )之間能夠互聯(lián)互通的主動(dòng)脈。目前，全世界超過(guò)90%的跨國數據傳輸，都由海底光纜承擔。根據最新的數據統計，全球的海底光纜總長(cháng)達90萬(wàn)公里，可繞地球22圈。

科學(xué)家們發(fā)現，如果電纜發(fā)生移動(dòng)或改變方向，光就會(huì )被散射和扭曲。通過(guò)仔細觀(guān)察這種“后向散射”現象，研究人員就可以精確地看到電纜的彎曲位置和程度。這意味著(zhù)研究人員可以通過(guò)觀(guān)測海底光纜的狀態(tài)，以極高的精度找出地震活動(dòng)的來(lái)源。

通常情況下，科學(xué)家使用傳統的水下地震儀進(jìn)行海底監測，但這種儀器每臺價(jià)值高達10萬(wàn)美元，而且只能探測到單一地點(diǎn)的震動(dòng)。如果想大面積進(jìn)行探測，成本則非常高昂。

加利福尼亞大學(xué)伯克利分校、蒙特雷灣海洋生物研究所等機構研究人員在新一期美國《科學(xué)》雜志上發(fā)表論文說(shuō)，他們利用蒙特雷灣海底光纜中一段長(cháng)約20公里的部分進(jìn)行了實(shí)驗，通過(guò)向光纜中發(fā)射激光脈沖并檢測反射光，可分析出光纜形變并進(jìn)一步推斷地震情況。

據介紹，這段20公里長(cháng)的光纜用于監測地震，相當于在有關(guān)區域設置了1萬(wàn)個(gè)地震臺站。在為期4天的實(shí)驗中，研究人員監測到一次3.5級地震，還監測到一些地震波活動(dòng)。

海洋占地表大部分的面積，但目前海洋中的地震臺站數量很少。論文主要作者、加利福尼亞大學(xué)伯克利分校研究人員納特·琳賽說(shuō)，海底地震學(xué)研究需求很大，任何置于海中的相關(guān)儀器都可以有幫助。

研究人員說(shuō)，此前曾用陸地光纜測試過(guò)上述監測地震的方法，這是首次用海底光纜研究相關(guān)海洋學(xué)信號和對地質(zhì)斷層成像。目前全球陸地和海底的光纜總長(cháng)度可能超過(guò)1000萬(wàn)公里，這個(gè)巨大的網(wǎng)絡(luò )有潛力被用于監測地震，特別是在那些缺乏地震臺站的地區。

但是在應用這項技術(shù)方面還面臨一個(gè)突出的挑戰——數據處理。在這次實(shí)驗中，研究人員一共收集了4兆兆字節的數據，但如果將這項技術(shù)擴展到整個(gè)海洋，將會(huì )產(chǎn)生難以承受的數據量。因此，研究人員已經(jīng)開(kāi)始研究用機器學(xué)習來(lái)壓縮數據。