Vid Seismological Society of America:s årsmöte 2021, forskare delade hur de använder fiberoptisk kabel för att upptäcka de små jordbävningar som uppstår i is i Antarktis.

Resultaten kan användas för att bättre förstå isens rörelse och deformation under förändrade klimatförhållanden, samt förbättra framtida övervakning av koldioxiduppsamlings- och lagringsprojekt, sa Anna Stork, geofysiker på Silixa Ltd.

Stork diskuterade hur hon och hennes kollegor förfinar sina metoder för distribuerad akustisk avkänning, eller DAS, för mikroseismicitet - jordbävningar är för små för att kännas. DAS fungerar genom att använda de små inre bristerna i en optisk fiber som tusentals seismiska sensorer. Ett instrument i ena änden skickar laserpulser ner i kabeln och mäter "ekot" för varje puls när den reflekteras från fiberns inre brister.

När fibern störs av jordbävningar eller isbävningar, det finns förändringar i storleken, frekvens och fas för laserljus spridda tillbaka till DAS -mottagaren som kan användas karakteriserar den seismiska händelsen.

Michael Kendall från University of Oxford sa att forskningen i Antarktis visar hur DAS kan användas för att övervaka underjordisk koldioxiduppsamling och lagring på andra platser i världen. Till exempel, layouten för Antarktis -nätverket ger ett bra exempel på hur ett liknande nätverk kan konfigureras för att bäst upptäcka mikroseismicitet som kan utlösas av kollagring.

"Vårt arbete visar också en metod för att använda DAS -fiberarrayer för att undersöka mikroseismiska mekanismer för jordbävningskällor mer detaljerat än konventionella geofoner, "sa Tom Hudson vid University of Oxford." Om vi ​​kan analysera källmekanismen - hur en jordbävning misslyckas eller går sönder - kan vi kanske tillskriva jordbävningen till rörelsen av vätskor som koldioxid i en reservoar. "

De antarktiska mikroseismiska isbävningarna som registrerats av DAS "är ungefär 1 -1, motsvarar ungefär storleken på en bok som faller ner från ett bord, "Förklarade Hudson, "så det är väldigt små jordbävningar."

Studien av Hudson och kollegor är den första som använder DAS för att titta på isbävningar i Antarktis. Den fiberoptiska kabeln användes i en linjär och triangulär konfiguration på isytan vid Rutford Ice Stream.

Kendall sa att det finns ett antal utmaningar att använda fiberoptiska sensorer i den hårda Antarktis -miljön. Utrustningen fick färdas i bitar med båt och flera plan till studieplatsen. Forskarna var tvungna att begrava fibern för att minska vindbrus som förorenar den seismiska signalen, samt ta bort signalen från en generator som drev DAS -instrumentet.

"Vi rymde instrumentet i ett bergsklättringstält, som i princip fungerade som ett litet kontor, "Stork förklarade." Att hålla temperaturen inom de rekommenderade driftsgränserna var en utmaning. Strålningsuppvärmningen från solen varnade tältet för väl på 30 -talet [grader Celsius], även om det var -10 grader Celsius ute. "

Forskarna delar sina analyser av isbävningsdata med klimatologer och andra forskare som studerar glaciärernas glidning och andra isrörelser i Antarktis, Sa Kendall.

"Förhoppningsvis kommer vi i framtiden att interagera mer med forskare som borrar iskärnor också, eftersom de använder fiber som distribuerade temperaturgivare, men dessa fibrer som de lägger ner borrhål kan också användas för seismiska studier som vårt, "noterade han.