Come i cavi in ​​fibra ottica possono avvisarti di un terremoto

Aug 30, 2023

Matt Simone

Il terremoto di magnitudo 7,8 che ha colpito Turchia e Siria lunedì ci ricorda brutalmente che, nel profondo, il pianeta Terra nasconde ancora dei segreti. Gli scienziati sanno benissimo che le faglie sono soggette a terremoti, ma non possono dire quando colpirà una scossa o quanto sarà grande. Se potessero, il bilancio delle vittime non supererebbe le 20.000 finora e i soccorritori stanno ancora cercando di trovare sopravvissuti.

Tuttavia, negli ultimi anni gli scienziati hanno fatto progressi nello sviluppo di sistemi di allerta precoce sui terremoti, in cui i sismometri rilevano l’inizio di brontolii e inviano avvisi direttamente ai telefoni delle persone. L’allarme non arriva giorni o ore prima che si verifichi il terremoto, ma pochi secondi. Gli attacchi sismici del pianeta sono semplicemente troppo improvvisi perché gli scienziati possano fornire tempi di preavviso sostanziali.

Una nuova tecnica, tuttavia, potrebbe un giorno potenziare questi sistemi di allerta precoce, fornendo più tempo alle persone per prepararsi ai terremoti in arrivo, anche se sarebbe comunque nell’ordine di pochi secondi, a seconda di quanto una persona è vicina all’epicentro. . Si chiama rilevamento acustico distribuito o DAS. Sebbene il campo sia ancora agli inizi, il DAS potrebbe attingere ai cavi in ​​fibra ottica sepolti sotto i nostri piedi come una rete estesa e ultrasensibile per rilevare le onde sismiche. Questi cavi vengono utilizzati per le telecomunicazioni, ma possono essere riutilizzati per rilevare terremoti ed eruzioni vulcaniche perché il movimento del terreno disturba leggermente la luce che viaggia attraverso il cavo, creando un segnale distinto.

Il DAS non può prevedere i terremoti; rileva solo i primi tremori. "Qualsiasi sistema, che si tratti di un sismometro o di un cavo in fibra ottica, non è in grado di rilevare le cose prima che accadano al sensore", afferma il geoscienziato Philippe Jousset del Centro di ricerca tedesco per le geoscienze, che ha utilizzato il DAS per rilevare l'attività vulcanica sull'Etna in Italia. "Dobbiamo avere il sensore il più vicino possibile a una fonte in modo da poterlo rilevare tempestivamente. Ci sono molti cavi ovunque. Quindi, se potessimo monitorarli tutti contemporaneamente, otterremmo informazioni non appena succede qualcosa ."

Quando una faglia si rompe, emette diversi tipi di onde sismiche. Le primarie, le onde P, viaggiano a 3,7 miglia al secondo. Questi non sono molto dannosi per le case e altre infrastrutture. Le onde secondarie, o onde S, sono molto più dannose, viaggiando a 2,5 miglia al secondo. Ancora più distruttive sono le onde di superficie, che si muovono all’incirca alla stessa velocità delle onde S o forse un po’ più lentamente. Questi squarciano la superficie terrestre, provocando una drammatica deformazione del terreno. (Sono particolarmente distruttivi perché la loro energia è concentrata su un piano relativamente piatto lungo la superficie, mentre le onde P e le onde S si diffondono più tridimensionalmente nel sottosuolo, distribuendo la loro energia.)

I sistemi di allerta precoce sui terremoti esistenti, come ShakeAlert dello United States Geological Survey, utilizzano sismometri per sfruttare le diverse velocità delle onde sismiche. ShakeAlert è composto da circa 1.400 stazioni sismiche in California, Oregon e Washington, con l'intenzione di aggiungerne quasi altre 300. Questi monitorano le onde P in rapido movimento, che avvisano della presenza di onde S e onde superficiali più dannose sul percorso. Se si verifica un terremoto e almeno quattro stazioni separate rilevano l'evento, il segnale viene inviato a un data center. Se gli algoritmi del sistema dovessero stabilire che la scossa sarà superiore a magnitudo 5, scatterà un allarme di emergenza da inviare ai cellulari dei residenti. (Grazie alla partnership ShakeAlert con Google, viene inviato agli utenti Android se la magnitudo è superiore a 4,5.)

Jeremy Bianco

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Personale CABLATO

Tutto questo trasferimento di dati attraverso le moderne apparecchiature di telecomunicazione avviene alla velocità della luce – circa 186.000 miglia al secondo – che è molto, molto più veloce del viaggio delle onde sismiche distruttive. Ma la quantità di avvertimenti che riceve un residente dipende da quanto è lontano dall’epicentro. Se sono proprio sopra, non c'è abbastanza tempo per ricevere l'avviso prima che si sentano tremare. Pensalo come un temporale: più sei vicino al fulmine, prima senti il ​​tuono.