Licht verrät Erdbeben: Unterseekabel werden zum globalen Warnsystem

Von John Woll am 29.11.2019 14:54 Uhr
Unterseekabel bilden das Rückgrat des globalen Internets, Forscher haben eine Methode entwickelt, das globale Netzwerk aber auch ander­weitig zu nutzen: Sie beschreiben, wie die Glasfaserverbindungen als Detektornetz für Erdbeben genutzt werden könnten.

Die Kabel am Meeresboden bilden das perfekte Netz für Erdbebenerkennung

Die Erkennung von Erdbeben in den Ozeanen der Erde ist von entscheidender Bedeutung, wenn es darum geht, Küstenregionen frühzeitig vor Gefahren warnen zu können. Neben aufwendigen, eigenständigen Warn-Netzwerken, die bisher kaum existieren, haben Forscher der University of California in Berkeley jetzt eine neue Methode beschrieben, die auf bestehende globale Infrastruktur zurückgreift: Unterseekabel. "Diese Kabel können einem doppelten Zweck als seismische Stationen dienen, um Erdbeben und Verwerfungen in den 70 Prozent der Erde zu überwachen, die von Wasser bedeckt sind", so die Beschreibung in der Ankündigung zu der Arbeit.

Unterseekabel zur Erdbebenerkennung (Berkeley)


Unterseekabel zur Erdbebenerkennung (Berkeley)

Wie die Wissenschaftler beschreiben, konnte in einem Experiment eine Strecke von 20 Kilometern unterseeischer Glasfaserkabeln so genutzt werden "wie 10.000 seismische Stationen am Meeresboden". In einer ersten Testphase von vier Tagen konnte mit diesem System dann ein Erdbeben mit der Stärke von 3,5 auf der Richterskala sowie die entsprechenden Bewegungen in den Verwerfungen registriert werden. "Es gibt einen großen Bedarf für Seismologie auf dem Meeresgrund. Jede Instrumentierung, die man im Ozean platzieren kann, auch wenn es nur in den ersten 50 Kilometer vor der Küste ist, ist sehr hilfreich", so Nate Lindsey, Hauptautor der Forschungsarbeit.

Bisher wenig abgedeckt

Die Forscher greifen für ihre Methode auf das sogenannte "Distributed Acoustic Sensing" zurück, bei dem Veränderungen von Lichtimpulsen in Lichtwellenleitern, wie sie beispielsweise durch Vibrationen ausgelöst werden, lokalisiert und analysiert werden können. Interferometrie, also die Messung der Überlagerung von Wellen macht es dann möglich, diese Effekte alle zwei Meter zu ermitteln. "So wird ein Kabel von 20 Kilometern Länge zu 10.000 individuellen Bewegungssen­soren", so die Forscher. "Diese Systeme weisen eine Sensitivität von Änderungen im Bereich von Nanometern bis hin zu hunderten von Pikometern für jeden Meter Länge auf."

Glasfaserpotential wird nicht ausgeschöpft

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