Les câbles à fibre optique peuvent produire des cartes souterraines à haute résolution

Une série de tremblements de terre et de répliques a secoué la région de Ridgecrest dans le sud de la Californie en 2019. La détection acoustique distribuée (DAS) utilisant des câbles à fibre optique permet une imagerie souterraine à haute résolution, ce qui peut expliquer l'amplification observée sur le site des secousses sismiques.

La quantité de mouvement du sol lors d'un tremblement de terre dépend fortement des propriétés de la roche et du sol juste sous la surface de la Terre.Des études de modélisation suggèrent que les secousses du sol sont amplifiées dans les bassins sédimentaires, sur lesquels se trouvent souvent des zones urbaines peuplées.Cependant, l'imagerie de la structure proche de la surface autour des zones urbaines à haute résolution a été difficile.

Yang et al.ont développé une nouvelle approche utilisant la détection acoustique distribuée (DAS) pour construire une image haute résolution de la structure proche de la surface.Le DAS est une technique émergente qui peut transformer lesCâbles de fibres optiquesdans les réseaux sismiques.En surveillant les changements dans la façon dont les impulsions lumineuses se dispersent lorsqu'elles traversent le câble, les scientifiques peuvent calculer de petits changements de contrainte dans le matériau entourant la fibre.En plus d'enregistrer les tremblements de terre, le DAS s'est avéré utile dans une variété d'applications, telles que la désignation de la fanfare la plus bruyante lors de la Rose Parade 2020 et la découverte de changements spectaculaires dans la circulation des véhicules lors des commandes de séjour à domicile COVID-19.

Des chercheurs antérieurs ont réutilisé un tronçon de fibre de 10 kilomètres pour détecter les répliques après le tremblement de terre de magnitude 7,1 de Ridgecrest en Californie en juillet 2019. Leur réseau DAS a détecté environ six fois plus de petites répliques que les capteurs conventionnels pendant une période de 3 mois.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont analysé les données sismiques continues produites par le trafic.Les données DAS ont permis à l'équipe de développer un modèle de vitesse de cisaillement près de la surface avec une résolution subkilométrique supérieure de deux ordres de grandeur aux modèles typiques.Ce modèle a révélé que le long de la fibre, les sites où les répliques sismiques produisaient plus de mouvement du sol correspondaient généralement à ceux où la vitesse de cisaillement était plus faible.

Une telle cartographie des risques sismiques à petite échelle pourrait améliorer la gestion des risques sismiques urbains, en particulier dans les villes où des réseaux de fibre optique peuvent déjà être présents, suggèrent les auteurs.