Los cables submarinos de Internet pueden detectar terremotos

El océano cubre más de dos tercios de la superficie de la Tierra. Para los sismólogos, oceanógrafos y otros que deseen monitorear constantemente los movimientos de nuestro planeta, este hecho plantea un problema. Los mares pueden ser lugares sombríos y oscuros donde es difícil obtener datos importantes, sobre cosas como terremotos y peligros sísmicos.

Pero el hecho de que los océanos estén turbios no significa que carezcan de infraestructura: por ejemplo, las más de 750,000 millas de cable de comunicación que permiten que Internet atraviese continentes. Los científicos también lo saben. Están empezando a jugar con esta infraestructura de detección de terremotos.

El paso final para hacer esto fue usar un cable transatlántico para encontrar terremotos, como lo hicieron en una hoja Publicado en Ciencia El 20 de mayo, dirigido por Giuseppe Mara En el Laboratorio Nacional de Física del Reino Unido, se detectaron dos terremotos, uno de los cuales fue medio mundano.

«Tenemos una detección exterior muy limitada. Muy limitada. Lo que tenemos, es ridículo», dice. Zack Spica, sismólogo de la Universidad de Michigan, y no fue uno de los autores de este artículo. «Pero, ahora, nos damos cuenta de que, de hecho, tenemos miles de posibles sensores, por lo que podemos comenzar a investigarlos y comenzar a observar lo que está sucediendo».

Hoy en día, las empresas de telecomunicaciones han tejido fibras ópticas en red compleja emitidos por todo el mundo. Estos cables son los componentes ocultos pero cruciales que mantienen Internet en movimiento. No solo conectan los dos hemisferios, sino que brindan una conexión crítica con partes más aisladas del mundo.

(Simplemente pregúntele a Tonga, cuyo cable fue desgarrado por una erupción volcánica a principios de este año. Las personas y los esfuerzos de socorro en las islas a menudo obligado a contar En la web satelital 2G eso es como un caracol hasta que se arregla el cable.)

El uso de cables para la detección submarina no es una idea nueva. Inicialmente, la idea se basaba en cables especializados ya medida. Fueron manipulados por la Marina de los EE. UU. a principios de la Guerra Fría como una forma de detectar submarinos soviéticos. Los científicos de California y Japón han estado probando cables para la detección de terremotos desde la década de 1960.

Pero instalar ciertos equipos es costoso, y en el siglo XXI, ayudados por la creciente receptividad de la industria de las telecomunicaciones a la idea, los científicos están comenzando a aprovechar lo que ya existe.

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Quizás el método más establecido es la técnica conocida como Sensor acústico distribuido (Das). Para hacer esto, los científicos disparan pulsos cortos de luz desde un extremo del cable. Si un terremoto, por ejemplo, sacude el cable, los temblores reflejarán parte de esa luz hacia el transmisor, quien puede usarla para reconstruir qué sucedió y dónde.

DAS ha sido adoptado por muchos científicos, pero tiene una limitación importante: la distancia. Cuando la luz (o cualquier otra señal) viaja a lo largo de la línea, se atenúa o pierde fuerza. Por lo tanto, es difícil usar DAS para detectar después de unas pocas docenas de millas. Este no es un asunto fácil, pero ¿y si quisieras ver, por ejemplo, el medio del océano, a miles de kilómetros de la costa?

En 2021, los investigadores dirigieron Zhongwen Zhanun sismólogo del Instituto de Tecnología de California, Probé otro método En Curie, un cable propiedad de Google que va desde Los Ángeles hasta Valparaíso en Chile, paralelo a la muy activa costa del Pacífico de las Américas. Este equipo estudió las huellas dactilares de los terremotos en el movimiento de señales regulares a través del cable.

Pero su método tiene un defecto: no podían decir a qué distancia había sucedido algo, solo que había sucedido. «Detectaron los terremotos, pero… no sabían de dónde venían», dice Spica.

Por supuesto, si está hablando con su amigo afuera, sus voces pueden llegar entre sí sin ningún problema. Eso es porque estos cables están equipados con dispositivos llamados repetidores. Al igual que los jugadores en el gran juego del teléfono (solo que mucho, mucho más confiable), los repetidores toman una señal entrante y la amplifican para enviarla a la siguiente señal.

Durante varios años, algunos académicos han apoyado una propuesta llamada Inteligente, para equipar nuevos repetidores en futuros cables con sensores sísmicos, de presión y de temperatura económicos. Las empresas de telecomunicaciones ahora se preocupan: el Proyecto SMART, un cable que conecta Portugal continental con sus islas atlánticas, entrará en servicio en 2025.

Pero los repetidores sumergidos en los cables del lecho marino en realidad tienen una segunda función: ayudar a los operadores de cable a identificar problemas potenciales, los repetidores pueden transmitir algunas de sus señales nuevamente.

Mara y sus colegas aprovecharon esta seguridad existente. Enviaron un láser infrarrojo a través del cable y verificaron las señales que regresaban de cada repetidor. Al hacerlo, pueden romper un cable que cruza el océano en pequeños pedazos de unas pocas decenas de millas de largo.

«Sé que otras personas han estado pensando en cómo hacerlo», dice. bruce howeun oceanógrafo de la Universidad de Hawái que tampoco participó en este artículo, «pero lo hicieron».

El grupo Mara probó su método en un cable transatlántico que se extiende entre Southport en el noroeste de Inglaterra y Halifax en el Atlántico canadiense. Pudieron detectar no solo terremotos, uno que se originó en el norte de Perú y otro que se originó en Indonesia, sino también ruidos del movimiento del agua en el océano.

Hay algunas trampas. Este tipo de hallazgo es diferente a lo que están acostumbrados los sismólogos, dice Howe. Mara y sus compañeros aún no han podido medir la magnitud del terremoto. Distinguir un terremoto de las fluctuaciones de la temperatura del océano, por ejemplo, puede ser difícil. Aquí es donde múltiples métodos, por ejemplo, esta tecnología de punta más SMART, pueden funcionar en conjunto.

Muchos científicos están entusiasmados con las capacidades de los cables. “Realmente me siento como el mayor avance [in seismology] Se hará afuera, porque hay mucho que explorar «, dice Spica. Pueden mejorar en gran medida los sistemas de alerta de tsunamis. Pueden ayudar a los geólogos a buscar lugares poco conocidos donde las placas tectónicas se encuentran o se separan, como las dorsales en medio del océano. Y pueden ayudar a los oceanógrafos a monitorear lo que está sucediendo en los océanos que se calientan.

«El dinero es, como siempre, el principal obstáculo, pero el progreso reciente sugiere que podemos superarlo», dice Howe.