L'installazione di sensori sismici sul fondo dell'oceano può essere un compito difficile e costoso. Ma cosa accadrebbe se l'attività sismica potesse essere monitorata utilizzando qualcosa che è già laggiù – cavi di telecomunicazioni sottomarini preesistenti? Parzialmente supportato dal progetto FINESSE finanziato dall'UE, un team internazionale di geoscienziati ha utilizzato cavi di comunicazione in fibra ottica sul fondo del Mare del Nord come una gigantesca rete sismica. Il team ha monitorato sia i terremoti che le onde oceaniche.

La loro ricerca è stata pubblicata sulla rivista Comunicazioni sulla natura . "Abbiamo presentato e analizzato le nostre osservazioni di onde sismiche e oceaniche su una matrice DAS [rilevamento acustico distribuito] sul fondo dell'oceano al largo del Belgio, dimostrando che gli array DAS che utilizzano installazioni in fibra ottica esistenti sul fondo dell'oceano possono offrire prodotti di dati sismografici e oceanografici di alto valore."

Citato in un comunicato stampa del California Institute of Technology (Caltech), L'autore principale dello studio Ethan F. Williams afferma:"I cavi di comunicazione in fibra ottica stanno diventando sempre più comuni sul fondo del mare. Piuttosto che posizionare un dispositivo completamente nuovo, possiamo attingere a parte di questa fibra e iniziare a osservare immediatamente la sismicità".

DAS, la tecnica utilizzata dai ricercatori, è stato sviluppato per l'esplorazione energetica ma è stato riproposto per la sismologia. Impiega un dispositivo fotonico che invia brevi impulsi di luce laser lungo il cavo in fibra ottica. Il comunicato stampa di Caltech afferma:"Piccole imperfezioni nel cavo riflettono minuscole quantità di luce, permettendo alle imperfezioni di agire come 'waypoint'. Come un'onda sismica spinge il cavo in fibra, i waypoint si spostano minuziosamente di posizione, cambiando il tempo di viaggio delle onde luminose riflesse e consentendo così agli scienziati di monitorare la progressione dell'onda." Lo strumento DAS utilizzato in questo studio è stato costruito e gestito da un team dell'Università di Alcalá, partecipante al progetto FINESSE. "Seafloor DAS è un nuovo frontiera della geofisica che può portare ordini di grandezza più dati sismici sottomarini e una nuova comprensione dell'interno della Terra profonda e delle principali faglie, "dice Zhongwen Zhan, assistente professore di geofisica e coautore dello studio.

Trasformare i parchi eolici in una rete sismica
Guidati da ricercatori del Caltech, il team ha impiegato una sezione di 40 000 m di cavo in fibra ottica che collega un parco eolico del Mare del Nord alla costa, secondo lo stesso comunicato stampa. "Con la pressione di un interruttore, abbiamo un array di 4, 000 sensori che sarebbero costati milioni da posizionare, " dice Williams.

Williams aggiunge che la rete in fibra potrebbe rilevare e registrare un terremoto di magnitudo 8.2 vicino alle Fiji nell'agosto 2018, che "dimostra la capacità della tecnologia di colmare alcuni dei massicci punti ciechi nella rete sismica globale, " come si legge nel comunicato.

Il progetto FINESSE (Fibre Nervous Sensing Systems) che ha sostenuto lo studio durerà fino a settembre 2020. Il sito web del progetto afferma:"L'obiettivo alla base di FINESSE... è imitare il sistema nervoso dei corpi viventi trasformando le strutture artificiali e naturali in oggetti che sono sensibili agli stimoli esterni grazie all'avanzata tecnologia dei sensori distribuiti in fibra ottica, con l'obiettivo di dare un preavviso in caso di possibile pericolo o verificarsi di danni, o per ottimizzare il funzionamento della struttura per consentire un uso sostenibile delle risorse e dei beni naturali".