Transformarea cablurilor subacvatice într-un sistem global de monitorizare a hazardelor seismice și de mediu
Se desfășoară o revoluție silențioasă sub oceanele lumii. Cu peste 1,48 milioane de kilometri de cabluri de fibră optică subacvatice ce transportă aproape tot traficul global de internet și telefonie, cercetătorii relevă o nouă față a acestor cabluri: acestea pot asculta planeta. Prin captarea unor schimbări minuscule în modul în care lumina călătorește prin ele, aceste cabluri pot detecta mișcări, vibrații și variații de temperatură ale fundului marin și apei.
Un inițiativă de cercetare finanțată de Uniunea Europeană, în domeniul emergent al senzorilor subacvatici pe fibră optică, se concentrează pe tehnologii care transformă fundul oceanului într-un vast observator în timp real. Descoperirile vor permite oamenilor de știință să monitorizeze mai bine schimbările climatice, să urmărească activitatea tectonică și să îmbunătățească sistemele de avertizare pentru tsunamii și cutremure.
Rețea de percepție subacvatică a Pământului
În jur de 70% din suprafața Pământului este acoperită de apă; totuși, majoritatea acesteia rămâne inaccesibilă instrumentelor seismologice convenționale. „Avem o acoperire excelentă cu sateliți pentru suprafața mării,” afirmă Marc-André Gutscher, geoscientist marin la Institutul de Cercetare Geo-Ocean din Brest, Franța. „Dar adânc, unde se produc majoritatea cutremurelor și tsunamiurilor, avem foarte puține observații directe.”
Acest lucru începe să se schimbe datorită cercetărilor în ceea ce privește posibilitatea reutilizării cablurilor subacvatice ca o rețea globală de senzori. Două tehnici complementare domină acest domeniu: Senzorii Acustici Distribuiți (DAS) și Reflectometria în Domeniul Timpului Optic Brillouin (BOTDR).
Gutscher a condus o inițiativă de cercetare financiară de șapte ani, denumită FOCUS, care s-a încheiat în septembrie 2025. Proiectul a explorat modul în care aceste două tehnici pot detecta deformări minuscule – de doar unul sau doi centimetri – de-a lungul liniilor de falii active din adâncurile oceanului.
Audind fundul mării
Un cutremur cu magnitudinea de 7.1 a afectat Strâmtorile din Messina în 1908, provocând un tsunami devastator ce a dus la moartea a mai mult de 80.000 de persoane. Obiectivul cercetătorilor este acela de a evalua mai bine mișcările de falie de la fundul mării și de a pregăti comunitățile de coastă înainte ca astfel de evenimente să aibă loc din nou.
Echipa lui Gutscher a colaborat cu Institutul Național Italian pentru Fizică Nucleară (INFN), care a acceptat să conecteze cablul prototip FOCUS la cablul submarin existent, operat din observatorul său subacvatic în apropierea coastei Cataniei, Sicilia. Cablul, proiectat împreună cu IDIL, o companie franceză specializată în sisteme pe fibră optică, este similar cu cablurile de telecomunicație obișnuite, dar include fibre senzoriale speciale, mai sensibile la perturbații mecanice.
Monitorizarea temperaturii apei în Caraibe
În paralel, echipa FOCUS a explorat și potențialul rețelei de cabluri de telecomunicație subacvatice pentru a îmbunătăți monitorizarea mediului. Cercetătorii au utilizat rețelele locale de cabluri subacvatice din apropierea insulei Caraibiene Guadeloupe pentru a monitoriza schimbările de temperatură ale apei la fundul mării. Acum, datorită unui sistem permanent, aceștia pot monitoriza cablurile de la distanță la fiecare trei ore.
Aceste măsurători înregistrează modul în care lumina se dispersează în interiorul cablurilor. Atunci când cablul este perturbat, imperfecțiunile minuscule din fibră se mișcă ușor, schimbând modelul luminii. Oamenii de știință urmăresc aceste modificări pentru a înțelege ceea ce se întâmplă la fundul mării.
Deși în prezent accentul este pus pe tectonica plăcilor, aceste măsurători arată cum aceleași cabluri pot urmări schimbările legate de climă. „Potrivit măsurătorilor noastre, am observat o creștere de aproximativ 1.5°C în apele de mică adâncime în decurs de doi ani,” a declarat Gutscher, subliniind că aceste observații sunt congruente cu măsurătorile temperaturii superficiale a mării efectuate de sateliți.
Viitorul unei rețele globale de monitorizare
Instituțiile implicate în acest proiect subliniază că tehnologia dezvoltată ar putea să fie extinsă în alte regiuni predispuse la cutremure, cum ar fi Japonia, Cascadia (de-a lungul coastei Pacificului din America) și alte zone din Mediterană. Sistemele DAS pot detecta undele seismice inițiale ale unui cutremur în câteva secunde, în timp ce BOTDR poate urmări stresul pe termen lung care se acumulează în timp.
Transformarea cablurilor de fibră optică în senzori reprezintă un potențial enorm pentru știință și tehnologiile de avertizare, afirmă Gutscher. Cu o colaborare și investiții suplimentare, fundul oceanului, cândva aproape invizibil, ar putea deveni unul dintre cele mai puternice instrumente ale științei pentru protejarea vieților și înțelegerea planetei noastre în continuă schimbare.
În contextul acestor progrese, devine evident că rețelele de fibră optică subacvatice pot juca un rol crucial în anticiparea hazardelor naturale și în monitorizarea stabilității ecologice globale.
