En medio de la vasta red de cables de fibra óptica que se extiende por California, Estados Unidos, se esconde un secreto sorprendente: estos cables no solo brindan conectividad a Internet, sino que también tienen la capacidad de detectar y medir terremotos.
Un estudio reciente realizado por científicos de Caltech ha demostrado cómo una sección de cable de fibra óptica puede desvelar los detalles intrincados de un terremoto, proporcionando información valiosa sobre su tiempo y ubicación, así como sobre las áreas específicas de la falla que llevaron a la ruptura.
Una innovadora forma de medir la actividad sísmica
Durante años, el profesor de geofísica Zhongwen Zhan y su equipo han explorado la idea de reutilizar cables de fibra óptica para ampliar significativamente nuestra capacidad de medir la actividad sísmica. Esta técnica, conocida como detección acústica distribuida, implica la colocación de emisores láser en un extremo del cable, que envían haces de luz a través del núcleo de vidrio del cable. Las pequeñas imperfecciones en el vidrio reflejan parte de la luz hacia la fuente, creando puntos de referencia a lo largo del cable. Cuando las ondas sísmicas atraviesan el suelo, provocan pequeños movimientos en el cable, alterando el tiempo de viaje de la luz hacia estos puntos de referencia. Esto transforma cada imperfección en una suerte de sismómetro, permitiendo a los científicos rastrear las ondas sísmicas con gran precisión.
En un estudio reciente publicado en la revista Nature, los investigadores utilizaron una sección de cable de fibra óptica de 100 kilómetros para analizar en detalle la mecánica de un terremoto de magnitud 6 que ocurrió en 2021. Esta sección de cable actuó como una red de 10.000 sismómetros, revelando una secuencia de cuatro «subeventos» que componían el terremoto, subeventos que normalmente pasarían desapercibidos para una red sísmica convencional.
Zhongwen Zhan, líder del estudio, destaca la importancia de esta técnica: «Si podemos expandir la cobertura de la medición de la actividad sísmica, podemos revolucionar la forma en que estudiamos los terremotos y brindar advertencias más avanzadas». Aunque no podemos predecir terremotos, la detección acústica distribuida nos brinda una mejor comprensión de los detalles detrás de la ruptura de la tierra».
Miles de sismómetros virtuales
Comparado con los costosos sismómetros convencionales, que pueden llegar a costar hasta $50,000 cada uno, la utilización de cables de fibra óptica ofrece una solución mucho más económica y escalable. Cubrir todo el estado de California con cables de fibra óptica equivaldría a tener millones de sismómetros virtuales distribuidos en todo el territorio.
La colaboración entre el equipo de Zhongwen Zhan y el laboratorio de Nadia Lapusta, Profesora de Ingeniería Mecánica y Geofísica, permitió crear un modelo preciso del terremoto en base a los datos recopilados por la detección acústica distribuida. Este modelo reveló no solo los momentos precisos de los subeventos, sino también sus ubicaciones exactas en la falla.
Zhan utiliza una metáfora para describir la importancia de esta tecnología: «Nuestra tecnología es como un poderoso telescopio para los terremotos». Así como un telescopio potente revela detalles invisibles en el espacio, la detección acústica distribuida permite a los científicos desvelar aspectos de la física de los terremotos que antes eran difíciles de comprender.