Red sísmica a partir de cables submarinos

Los cables de fibra óptica que dan forma a la red global de telecomunicaciones submarina podrían ayudar algún día a los científicos a estudiar los terremotos que se producen en alta mar y las estructuras geológicas que se hallan ocultas en las profundidades del lecho oceánico.

En un artículo publicado en la revista Science, investigadores de la universidad de California en Berkeley, del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, del Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterrey y de la universidad de Rice, en Estados Unidos, se describe un experimento que convirtió a 20 km de cable submarino de fibra óptica en el equivalente a 10.000 estaciones sísmicas a lo largo del lecho oceánico. Durante el ensayo de 4 días de duración, en la bahía de Monterrey, registraron un terremoto de magnitud 3,4 y la dispersión sísmica desde las zonas de falla submarinas.

Su técnica, que habían probado previamente con cables de fibra óptica en tierra, podría proporcionar datos imprescindibles sobre terremotos que suceden bajo el mar, donde se encuentran muy pocas estaciones sísmicas, lo que deja al 70% de la superficie terrestre sin detectores de terremotos.

Nate Lindsey, uno de los participantes en el trabajo, indica que esta tecnología será muy bienvenida. Cualquier instrumentación de la que se pueda disponer en el océano, incluso si se halla solo en los primeros 50 km desde la costa, será muy útil.

Los trabajos experimentales de Lindsey y de Jonathan Ajo-Franklin utilizaron parte de un cable submarino que se prolonga 52 km y que alcanza la primera estación sísmica instalada en el lecho del océano Pacífico hace 17 años. Debe tenerse en cuenta que existen probablemente más de 10 millones de kilómetros de cables bajo el mar y en tierra, y el objetivo último es usar estas redes para investigaciones sísmicas en todo el mundo.

En rojo, la parte de cable submarino utilizada en los experimentos. (Foto: Nate Lindsey, UC Berkeley)

La técnica empleada se llama Detección Acústica Distribuida, y emplea un aparato fotónico que envía pulsos cortos de luz láser a través del cable y que detecta la retrodispersión creada por las tensiones que se producen en él cuando se le estira. Gracias a la interferometría, se puede medir una retrodispersión cada 2 metros, lo que convierte un cable de 20 km en 10.000 sensores de movimiento individuales.

Estos sistemas, según Ajo-Franklin, son sensibles a cambios de nanómetros a cientos de picómetros por cada metro de longitud.

Los ensayos en tierra duraron 6 meses, utilizando un cable de 22 km en las cercanías de la ciudad de Sacramento. Los investigadores pudieron vigilar la actividad sísmica y el ruido ambiental, y obtener imágenes del subsuelo a una resolución más alta y a mayor escala que la que habría sido posible con una red de sensores tradicionales.

Durante la prueba submarina, pudieron medir un gran rango de frecuencias de ondas sísmicas procedentes de un terremoto de magnitud 3,4 que se produjo a 45 km de distancia, en tierra firme, cerca de Gilroy, California. Además, pudieron levantar mapas de zonas de fallas submarinas conocidas y desconocidas hasta la fecha, y pudieron detectar los llamados microseísmos y olas de tormenta, datos que se cotejaron con los de boyas y otros equipos ya disponibles.

Los cables usados no se empleaban en ese momento. Para utilizar aquellos que se usan para tareas, como el tráfico de internet, habrá que demostrar primero que lanzar pulsos de láser por su interior a través de un canal no interferirá con su tarea principal.