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現有的光纖電纜網路可以用來建立一個低成本的實時海洋

作者：sc8808  於 2023-1-13 06:54 發表於 最熱鬧的華人社交網路--貝殼村

通用分類:其它日誌


橫跨地球的120多萬公里光纖電纜(Fibre Internet)承載著全世界的電話、網際網路信號和數據。但今年夏天，研究人員首次在斯瓦爾巴群島西海岸通過光纖電纜探測到藍鯨和長鬚鯨發出的怪異聲音。

現在，研究人員想要竊聽更大的野獸——地球本身。

挪威科技大學(NTNU)電子系統系教授、地球物理預測中心主任Martin Landrø表示，將全球光纖網路與現有的遙感系統(如衛星)相結合，可以創建一個低成本的全球實時監測網路。

他說:「這可能是一個改變海洋-地球科學遊戲規則的全球天文台。」Landrø是一篇關於這種系統如何工作的文章的主要作者，該文章發表在《科學報告》上。

一根頭髮直徑的纖維的微小變化
光纖電纜並不是什麼新鮮事。它們可能攜帶著你的電腦正在解碼的信息，所以你可以閱讀這篇文章。

然而，改變的是可以從這些網路中提取信息的工具。我們討論的工具有一個相當令人擔憂的名字——審問器。

審問器可以連接到光纖電纜網路，通過電纜發送光脈衝。每當聲波或實際的波撞擊水下電纜時，纖維就會彎曲，只是一點點。


挪威科技大學的研究人員現在從朗伊爾城和斯瓦爾巴群島的Ny-Ålesund之間的光纖電纜獲得了實時數據流。這段短視頻顯示了一條長鬚鯨在電纜上巡航。視頻底部中間出現又消失的黃色「圖像」實際上是鯨魚發聲頻率的記錄，為20赫茲。這是長鬚鯨發聲的典型頻率，這也是研究人員如何識別它的原因。

Landrø說:「我們可以非常精確地測量纖維的相對拉伸。」「這項技術已經存在很長時間了。但在過去的五年裡，它已經向前邁出了一大步。所以現在我們可以用它來監測和測量距離達100到200公里的聲音信號。所以這就是新事物。」

Landrø的團隊——包括來自Sikt、挪威教育和研究共享服務機構和阿爾卡特挪威海底網路(AS)的研究人員，他們提供了審訊人員，在斯瓦爾巴群島最大的定居點朗伊爾城和Ny-Ålesund之間使用了120公里長的光纖電纜，Ny-Ålesund是群島中最大島嶼西南海岸的研究前哨。他們在2020年對電纜進行了44天的監測，並統計了800多次鯨魚的發聲。

Sikt國家R&E網路負責人Olaf Schjelderup在早些時候的一篇關於監測項目的文章中說:「經過5年的規劃和前期工作，朗伊爾城和Ny-Ålesund之間的光纖電纜於2015年投入生產，主要由我們的部門資助，旨在為研究界和Ny Ålesund的大地測量站提供高彈性通信能力。」Schjelderup也是這篇新論文的合著者之一。

他說:「DAS感測和鯨魚觀察實驗顯示了這種光纖基礎設施的全新用途，從而產生了出色而獨特的科學。」

技術是好的，但範圍仍然是一個限制。Landrø說，希望隨著技術的進步，情況會變得更好。

Landrø說:「雖然目前的審訊機還不能感知長光纖電纜中通常使用的中繼器以外的信息，但這項技術發展非常迅速，我們預計很快就能克服這些限制。」

船隻，地震，還有奇怪的波浪
在探測鯨魚叫聲的過程中，研究人員還能夠探測到經過或靠近電纜的船隻，一系列地震，以及一種奇怪的波浪模式，他們最終意識到這是由於遙遠的風暴造成的。

Landrø說，這些測量足夠精確，他們可以將測量結果與每個發生過的確切事件聯繫起來，包括阿拉斯加的一次大地震。

「當然，我們看到了很多船隻往來，也看到了很多地震，其中最大的一次發生在阿拉斯加，」他說。「這是一個大事件，我們在120公里的每個頻道(有線電視)都看到了它。我們還發現，我們可以探測到遙遠的風暴。」

該系統能夠探測船舶的一個例子涉及Norbjørn號，這是一艘普通貨船，它在距離朗伊爾城約86.5公里處穿過光纖電纜。研究人員能夠通過電纜上的航跡估計船舶的航速，然後可以用船舶的自動識別系統(AIS)航跡進行驗證。

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