Wetenschappers hebben voor het eerst aangetoond dat het mogelijk is om de voortplanting van seismische golven op de zeebodem te detecteren met behulp van onderzeese telecommunicatiekabels. Volgens hun waarnemingen deze bestaande infrastructuur zou kunnen worden gebruikt om aardbevingen te detecteren, evenals deining en onderwatergeluid. De resultaten worden gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie op 18 december, 2019, door onderzoekers van het CNRS, OCA, IRD en Université Côte d'Azur werken samen in het Géoazur-laboratorium, in samenwerking met het bedrijf Fébus Optics en het Centre de Physique des Particules de Marseille (CNRS/Aix-Marseille Université).

De oceaanbodem wordt doorkruist door 1,2 miljoen kilometer aan telecommunicatiekabels (drie keer de afstand van de aarde tot de maan). Gemaakt van optische vezels, ze vergemakkelijken een groot deel van onze telefonische communicatie, SMS en e-mail. En ze kunnen binnenkort een nieuwe rol op zich nemen, die van het detecteren van akoestische en seismische golven.

Hier, de wetenschappers gebruikten een 41 km lange kabel voor de kust van Toulon in Zuid-Frankrijk om gegevens op te halen van de sensoren van het MEUST-NUMerEnv onderwaterobservatorium op een diepte van 2500 m. De methode die ze ontwikkelden maakt gebruik van kleine onzuiverheden in de optische vezels, die een deel van het licht terugsturen naar de zender. Door de vezel uit te rekken of samen te trekken, de passage van een seismische of akoestische golf verandert de afstand tussen deze onzuiverheden, en dus het terugverstrooide signaal, met een klein bedrag. Nog, ze moesten bewijzen dat deze verschillen detecteerbaar waren omdat, in onderzeese kabels, de optische vezels zijn omgeven door meerdere isolerende lagen.

Door lichtpulsen in een optische vezel te injecteren en het terugverstrooide signaal te analyseren, het team heeft de 41 km glasvezel omgebouwd tot meer dan 6000 seismische sensoren. Op elk van de meetpunten werd een aardbeving met een kracht van 1,9 op de schaal van Richter gedetecteerd met een gevoeligheid die dicht in de buurt kwam van die van een seismisch kuststation, ook al was het meer dan 100 km van de kabel verwijderd (Figuur 1).

Maar dat is niet alles:de meetpunten zijn ook gevoelig voor golven die door de oceaan reizen, zoals die geproduceerd door deining. De auteurs registreerden de impact van golven op de zeebodem nabij de kust, evenals hun effect op de abyssale vlakte, waar ze "seismische achtergrondruis" genereren. De sensoren maakten het voor het eerst mogelijk om te observeren hoe deze zeer kleine trillingen, die voortdurend in wisselwerking staan ​​met het binnenste van de aarde, zijn geproduceerd, waardoor geofysici de structuur ervan kunnen onderzoeken.

De onderzoekers denken dat een telecomkabel, eerder als een reeks microfoons, zou op dezelfde manier onderwatergeluid kunnen detecteren dat wordt geproduceerd door schepen en walvisachtigen.

Geconfronteerd met de logistieke en financiële uitdaging om instrumentatie op de zeebodem in te zetten, telecomkabels zouden een manier kunnen zijn om ons begrip te verbeteren van deze terra incognita die twee derde van het aardoppervlak beslaat, en een breed scala aan wetenschappelijke en maatschappelijke vraagstukken aan te pakken, zoals aardbevingen, kusterosie, interactie tussen het leven, de oceanen en de vaste aarde, enzovoort.

Een aantal kabels die momenteel in gebruik zijn, zal de komende jaren door telecomoperators worden uitgefaseerd. Dankzij dit onderzoek ze zouden binnenkort een tweede leven kunnen krijgen.