Cables submarinos pueden actuar como sensores ambientales de movimientos sísmicos

Varias investigaciones han demostrado que los cables submarinos, utilizados actualmente para transmitir grandes cantidades de datos, pueden actuar como sensores ambientales de movimientos sísmicos. Para lograrlo, una nueva técnica utiliza los repetidores que llevan estas infraestructuras y ha podido detectar movimientos sísmicos de Perú e Indonesia en una línea que conecta Reino Unido con Canadá. Sin embargo, las técnicas existentes a menudo tienen limitaciones en la resolución espacial y la sensibilidad, ya que toda la longitud del cable, que puede abarcar miles de kilómetros, actúa como un solo sensor.
Ahora, un equipo internacional de científicos dirigido por el Laboratorio Nacional de Física (NPL) del Reino Unido ha desarrollado una forma de convertir cables largos de fibra óptica en muchos segmentos o sensores individuales capaces de registrar las perturbaciones circundantes. De esta manera, las vibraciones sísmicas submarinas y las corrientes oceánicas pueden detectarse y caracterizarse mejor, según una investigación publicada en la revista Science.

Detectar movimientos sísmicos y corrientes oceánicas

El método utiliza tecnología láser y medidas interferométricas al final del cable. Los datos que se reciben de los repetidores se utilizan para amplificar las señales ópticas.
“La velocidad de propagación de la luz en una fibra óptica se ve afectada, en una cantidad muy pequeña, por factores ambientales como vibraciones, variaciones de presión y temperatura, y gracias a la interferometría ultraestable, podemos detectar estos cambios extremadamente pequeños”, explica el autor principal, Giuseppe Marra del NPL, quien subraya: “Y no se requiere ninguna modificación en la infraestructura de telecomunicaciones submarina”.

¿Cómo se aprovecha la vía de retorno de repetidores?

“Mientras que un cable actuaba como un único detector, en este nuevo estudio mostramos que puede actuar como un conjunto de detectores. Lo hemos conseguido aprovechando la arquitectura de los cables modernos, que incluyen una vía de retorno en sus repetidores que nos permite ‘cortar’ el cable en secciones más pequeñas, cada una de las cuales actúa como un sensor”.
También se utilizan fibras especiales que los conectan, las personas que operan estas largas conexiones a través del océano usan las rutas de retorno para verificar el estado de sus amplificadores ópticos de forma programada, o si hay algún problema. La mayoría de las veces, estos canales están vacíos y podrían usarse para el propósito propuesto por los autores.
“Si esta nueva técnica se aplicara a un gran número de cables de todo el mundo, la red global existente podría convertirse en un gigantesco conjunto de miles de sensores ambientales para seísmos, pero también, como se muestra en este trabajo, para corrientes marinas y mareas”, destacó Marra.

Aplicaciones de cables submarinos

Los investigadores probaron su método y localizaron el terremoto de magnitud 7,5 que sacudió el norte de Perú, a miles de kilómetros de distancia, el 28 de noviembre de 2021, y otro de magnitud 7,3 en el mar de Flores (Indonesia) el 14 de diciembre de ese mismo año.
El científico del NPL indica que “por ahora los terremotos y las corrientes son las principales aplicaciones, sin embargo, aunque todavía no lo hemos demostrado, la nueva técnica podría utilizarse en los sistemas de alerta de tsunamis y, posiblemente, para cartografiar las variaciones de la temperatura del fondo marino, lo que tiene implicaciones para el calentamiento global”.