cavi in ​​fibra ottica sotterranei, come quelli che collegano il mondo tramite telefono e servizio internet, mantenere il potenziale non sfruttato per il monitoraggio di condizioni meteorologiche avverse, secondo gli scienziati della Penn State.

I ricercatori hanno trasformato chilometri di cavi sotto il campus dell'University Park in migliaia di sensori virtuali in grado di rilevare piccoli eventi sismici causati dall'eco di un tuono dal cielo durante una tempesta ad aprile.

"Il maltempo ha forti interazioni con il suolo, ma non abbiamo avuto la capacità di studiare l'accoppiamento tra l'atmosfera e la Terra solida, " disse Tieyuan Zhu, assistente professore di geofisica alla Penn State e autore principale dello studio. "Con questa nuova tecnologia, possiamo utilizzare le reti in fibra ottica esistenti per vedere chiaramente come l'energia dei temporali è passata attraverso il campus".

Le scoperte, pubblicato oggi (11 dicembre) nel Journal of Geophysical Research:Atmospheres , segnare la prima volta che gli scienziati hanno registrato eventi sismici indotti da tuoni, o tuoni, utilizzando il tipo di rete in fibra ottica sepolta sotto la maggior parte delle principali città degli Stati Uniti, hanno detto gli scienziati.

"La capacità di utilizzare cavi in ​​fibra ottica per rilevare la fonte del tuono fornisce un altro modo per tenere traccia dei temporali e aiutare con la sicurezza pubblica e la risposta alle emergenze, soprattutto nelle aree urbane, " ha detto David Stensrud, capo del Dipartimento di meteorologia e scienze atmosferiche della Penn State e coautore dello studio. "Ogni nuova fonte di dati aiuta a migliorare la nostra capacità di tracciamento delle tempeste".

Utilizzando una tecnologia recente chiamata array di rilevamento acustico distribuito (DAS), gli scienziati hanno scoperto di poter tracciare la direzione della tempesta in base all'intensità degli eventi del terremoto, e che le loro scoperte corrispondevano alla posizione del fulmine registrata dalla US National Lightning Detection Network.

L'array DAS invia un laser lungo una delle sottilissime fibre di vetro contenute all'interno dei cavi e può rilevare piccoli cambiamenti causati da una pressione leggera come quella di un essere umano che cammina, hanno detto gli scienziati. L'array effettua misurazioni ogni sei piedi e mezzo, il che significa che i diversi chilometri di cavo continuo sotto il campus dell'University Park si comportano come una rete di 2, 000 sensori.

"Se c'è qualche cambiamento nell'energia esterna sul terreno sopra, anche a piedi, avrai un piccolissimo cambiamento che allungherà o comprimerà la fibra, " ha detto Zhu. "Il laser è molto sensibile e può rilevare questi piccoli cambiamenti."

Durante i temporali, il tuono crea una pressione acustica a miglia sopra la Terra che viaggia verso il basso, colpisce il suolo e si diffonde come onde in uno stagno. Gli umani non possono sentire o sentire questi tuoni, ma i lievi movimenti vengono catturati dai cavi in ​​fibra ottica, hanno detto gli scienziati.

L'array può fornire nuove importanti informazioni sull'interno della Terra. Perché ci sono così pochi terremoti sulla costa orientale, gli scienziati non dispongono di dati sui terremoti locali che possano aiutare a immaginare la crosta terrestre e il mantello, hanno detto i ricercatori.

Il metodo ha il potenziale per essere utilizzato in modo più ampio per altri pericoli naturali come terremoti, uragani e inondazioni, poiché le reti in cavo in fibra ottica preesistenti esistono nelle aree urbane di tutto il paese, secondo gli scienziati.

"Questa ricerca è un esempio di come prendere una tecnologia esistente e usarla per un altro scopo, " Stensrud ha detto. "Avere tecnologie multifunzione massimizza i benefici per la società".