Google的巨大的海底电缆是如何探测地震的？

昨天我们报道过，根据新的研究，在世界各地传输数据的海底电缆网有一天可以用来追踪地震和海啸。在去年的一次测试中，谷歌的一条光纤电缆能够通过检测沿电缆发送的光脉冲中的扭曲，成功地接收到附近的地震，这是研究人员过去几年来一直在研究的一种新方法。

"我们能不能找到一种成本较低的方法，用地球物理传感器覆盖海洋？大洋底下遍布了这种电信电缆基础设施。如果你能把它们变成传感器，那就太好了--这就是我们现在正在做的事情。"加州理工学院地球物理学助理教授、今天发表在《科学》杂志上的研究报告的主要作者Zhongwen Zhan说。

除了向世界各地发送数据的主要工作之外，这些电缆有朝一日还可以在海啸来袭时向岸上的人们发出预警。它们还可以让地震学家和地球物理学家更近距离地观察发生在水下的地震。由于目前几乎所有用于探测地震的传感器都在陆地上，这些电缆可以填补科学家观察地震活动能力的巨大空白。新颖的方法甚至不需要在现有的100多万公里横穿海底的光缆网中安装任何新设备。

新的方法利用了这些光缆已经设计好的功能。当光缆一端的发射器发出传输数据的光信号时，光波就会朝一个特定的方向定向。如果发生地震，可能会震动、弯曲或扭曲电缆--这就改变了光波的方向。在电缆的另一端，谷歌会注意到扭曲，并对其进行纠正。现在，它想把它的数据，即所谓的光的 "偏振状态"的变化，分享给像Zhan这样的地震学家，这样他们就可以研究造成扭曲的地震。

在2019年12月至2020年9月期间，Zhan的研究团队使用谷歌从加州洛杉矶到智利瓦尔帕莱索的10500公里长的电缆 "居里"记录了大约20次中度到大地震。这条电缆还能够接收到风暴引起的海洋中的浪潮。这表明该技术也可以用来发现海啸，而海啸是由地震引发的。在海啸离岸边还很远的时候就能看到海啸，可以挽救生命。除了比现有的少量专门用于寻找海啸的传感器有更好的海洋视野外，光缆还可以更快地将警告发送到岸上--也许在几毫秒内。

谷歌去年7月在博客中写道："我们对与光学、海底和地震研究界合作的可能性感到谦卑和兴奋，利用我们所有的电缆基础设施为社会带来更大的利益。"不久前，该公司已经联系了Zhan，进一步开发海底地震传感的新方法。

"我们希望这种新方法能够真正让人们有更好的机会在早期发现这些事件，从而让人们有更多的时间做出反应。"Zhan说。

2018年，类似的研究发表了，显示海底电缆有可能检测到地震和海啸--但这种方法有一些局限性。电缆需要安装专门的设备，将激光射到电缆上。相比之下，这种新方法可以节省资金，因为它不需要任何新的基础设施。还有人担心，在电缆上加装设备可能会打开安全漏洞的大门，让坏人获取通过网络发送的数据。Zhan说，这不是新方法的问题，科学家在研究光的偏振时，无法看到传输内容的信息。

"这是一种完全安全的方式，利用已有的基础设施来做一些对社会和科学有益的事情，"Zhan说。