Al meeting annuale 2021 della Seismological Society of America, i ricercatori hanno condiviso come stanno usando il cavo in fibra ottica per rilevare i piccoli terremoti che si verificano nel ghiaccio in Antartide.

I risultati potrebbero essere utilizzati per comprendere meglio il movimento e la deformazione del ghiaccio in condizioni climatiche mutevoli, nonché migliorare il monitoraggio futuro dei progetti di cattura e stoccaggio del carbonio, disse Anna Cicogna, un geofisico presso Silixa Ltd.

Stork ha discusso di come lei e i suoi colleghi stanno perfezionando i loro metodi di rilevamento acustico distribuito, o DAS, per la microsismicità:terremoti troppo piccoli per essere avvertiti. DAS funziona utilizzando i minuscoli difetti interni di una fibra ottica come migliaia di sensori sismici. Uno strumento a un'estremità invia impulsi laser lungo il cavo e misura l'"eco" di ciascun impulso mentre viene riflesso dai difetti interni della fibra.

Quando la fibra è perturbata da terremoti o terremoti, ci sono cambiamenti nelle dimensioni, la frequenza e la fase della luce laser diffusa al ricevitore DAS che può essere utilizzata caratterizzano l'evento sismico.

Michael Kendall dell'Università di Oxford ha affermato che la ricerca antartica dimostra come il DAS possa essere utilizzato per monitorare la cattura e lo stoccaggio del carbonio sotterraneo in altri siti nel mondo. Ad esempio, il layout della rete antartica offre un buon esempio di come una rete simile potrebbe essere configurata per rilevare al meglio la microsismicità che potrebbe essere innescata dallo stoccaggio del carbonio.

"Il nostro lavoro dimostra anche un metodo per utilizzare gli array di fibre DAS per studiare i meccanismi di origine microsismica dei terremoti in modo più dettagliato rispetto ai geofoni convenzionali, " ha detto Tom Hudson dell'Università di Oxford. "Se siamo in grado di analizzare il meccanismo di origine - come un terremoto si rompe o si rompe - allora potremmo essere in grado di attribuire il terremoto al movimento di fluidi come l'anidride carbonica in un serbatoio".

I microsismici antartici registrati dal DAS "sono di magnitudo -1 circa, corrispondente a circa le dimensioni di un libro che cade da un tavolo, "Hudson ha spiegato, "quindi sono terremoti molto piccoli."

Lo studio di Hudson e colleghi è il primo ad utilizzare DAS per esaminare i terremoti in Antartide. Il cavo in fibra ottica è stato distribuito in una configurazione lineare e triangolare sulla superficie del ghiaccio presso il Rutford Ice Stream.

Kendall ha affermato che ci sono una serie di sfide nell'utilizzo dei sensori in fibra ottica nel duro ambiente dell'Antartide. L'attrezzatura doveva viaggiare in pezzi in barca e diversi aerei fino al sito di studio. I ricercatori hanno dovuto interrare la fibra per ridurre il rumore del vento che contaminava il segnale sismico, nonché rimuovere il segnale di un generatore che alimentava lo strumento DAS.

"Abbiamo alloggiato lo strumento in una tenda da alpinismo, che in pratica fungeva da minuscolo ufficio, "Stork ha spiegato. "Mantenere le temperature entro i limiti operativi raccomandati è stata una sfida. Il riscaldamento radiativo del sole ha avvertito la tenda di ben 30s [gradi Celsius], anche se fuori c'erano -10 gradi Celsius."

I ricercatori condividono le loro analisi dei dati del terremoto con climatologi e altri ricercatori che studiano lo scorrimento dei ghiacciai e altri movimenti di ghiaccio in Antartide, ha detto Kendall.

"Speriamo che in futuro interagiremo di più con gli scienziati che perforano anche carote di ghiaccio, poiché utilizzano la fibra come sensori di temperatura distribuiti, ma queste fibre che mettono nei pozzi potrebbero essere usate anche per studi sismici come il nostro, " ha osservato.