Cables submarinos para detectar terremotos alrededor del mundo

El lecho marino en nuestro planeta sigue siendo al día de hoy un lugar más inexplorado que la propia Luna o el planeta Marte. Hasta no hace mucho, los científicos pensaban que el fondo marino era una llanura inmensa, sin vida y sin corrientes. Recién en la década de los 60, los primeros sumergibles utilizados por científicos permitieron descubrir que el lecho marino contiene peculiaridades como grandes llanuras, profundos cañones, cadenas montañosas y grandes colinas.

Aun así, el fondo marino es el lugar que alberga una gran cantidad de cables ópticos que permiten la comunicación alrededor del planeta.

Dado que el 70% de nuestro planeta es agua, los grandes cables de comunicación óptica submarinos podrían ser una buena opción para utilizar como sensores y vigilar la actividad sísmica y otras perturbaciones. Esto es algo en lo que los científicos vienen trabajando hace muchos años, pese a que presenta algunas limitaciones en cuanto a resolución espacial y sensibilidad, ya que toda la longitud de un cable actúa como un único sensor.

Nuevo estudio: cables ópticos submarinos actuando como sismógrafos

Ahora, un grupo internacional de científicos liderados desde el National Physical Laboratory (NPL) de Reino Unido ha desarrollado un método que convierte un cable óptico largo en muchos segmentos o sensores individuales capaces de registrar perturbaciones a su alrededor. De esta forma, se pueden detectar y caracterizar mejor las vibraciones sísmicas submarinas y las corrientes oceánicas, según el estudio que publican en Science.

Utilizando tecnología láser y realizando mediciones interferométricas en el extremo del cable, el método consiste en aprovechar los datos que llegan de sus numerosos repetidores (utilizados para amplificar las señales ópticas) y unas fibras especiales que los conectan.

“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. Gracias a la interferometría ultraestable, podemos detectar estos cambios extremadamente pequeños, como demostramos estudio anterior de 2018 para terremotos”, explicó a la agencia española SINC el autor principal, Giuseppe Marra.

Marra agregó que “mientras que en aquel trabajo 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”.

Miles de sensores para registrar sismos alrededor del planeta

“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”, destaca Marra.

Los investigadores probaron su método en un enlace submarino de fibra óptica de 5.860 km de longitud que discurre entre el Reino Unido y Canadá, con repetidores aproximadamente cada 46 km (Ver imagen de portada). Hicieron las pruebas con algunos de ellos y lograron detectar varios movimientos sísmicos y corrientes oceánicas a lo largo del cable.

“Por ahora los terremotos y las corrientes son las principales aplicaciones”, confirma el científico del NPL, “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”.