冰岛格林达维克附近正在进行的火山地震活动的实时DAS数据。

该数据可视化了位于著名的蓝色泻湖和南部海岸之间的电信光纤电缆记录的当前地震活动。

感谢苏黎世联邦理工学院和安德烈亚斯·费希特纳。

冰岛使用的光纤

在冰岛西南部的格林达维克附近，地球已经连续数周不断震动。当局担心在不久的将来会发生大规模的火山喷发，因此已经撤离了该镇周围的地区。为了记录地震数据，安德烈亚斯·费希特纳（Andreas Fichtner）和他的团队将一种特殊的设备带到了冰岛，并将其连接到电信电缆上。记录的数据在苏黎世联邦理工学院地震学和波浪物理小组的YouTube频道上直播。它们实时显示震颤。

直播地址：

https://youtu.be/MUt7Lz4y-jg

噪声抑制数据的二次利用

苏黎世联邦理工学院地球物理研究所的科学家与瑞士联邦计量研究所（METAS）合作，现在发现了一种神奇且廉价的方法，即使在海底和欠发达国家也能进行准确的地震测量。地球物理学教授Andreas Fichtner解释说：“我们正在利用现有光纤基础设施已经执行的功能：我们从主动噪声抑制系统获取振动数据，该系统的工作是提高光数据通信中信号的准确性。只需存储有源噪声抑制数据并对其进行评估，无需额外的设备或昂贵的基础设施。

振动“噪音”被扑灭

要了解主动相位噪声消除 （PNC） 如何测量地震震颤，将其与当今高端耳机的噪声抑制系统进行比较会有所帮助，后者使用户的环境噪声几乎完全消失。这些耳机具有拾取外部噪音的麦克风。该信号被反转，然后几乎实时地馈入音频信号中。反相信号一对一地抵消外部噪声，使其听不见。

在光数据通信系统的PNC中，光纤中的“环境噪声”是通过将原始发射信号与接收器反射的部分信号进行比较来确定的。然后，两个信号之间的差异表明光信号在通过光纤的途中受到的干扰。就像耳机中的噪声抑制一样，可以使用适当的反信号来消除这种干扰。

变形导致的频率变化最小

在光数据传输中，“噪声”是当光纤受到微米的扰动时产生的。这是由于地震、水波、气压差异和人类活动导致地球表面变形而发生的。每次变形都会使纤维略微缩短或延长。这反过来又导致了所谓的光弹性效应，这导致光纤中的光速波动如此之小。

光纤长度的变化和光速的波动都会使光信号的频率改变一个很小的因素。这种现象已经为人所知好几年了，并且已经用于测量振动的特殊仪器中。

与瑞士地震局完全匹配

这些变化可能很小，但它们非常清楚地描绘了光纤电缆在观察期间所承受的振动。“利用巴塞尔和伯尔尼METAS原子钟站点之间的光纤链路PNC，我们能够详细跟踪阿尔萨斯3.9级地震的每一波，”Fichtner解释说。“但更好的是，基于我们数据的地震模型也非常准确地与瑞士地震局的测量结果相对应。

这种近乎精确的匹配表明，PNC数据可用于高精度地确定地震的位置、深度和震级。“这对于全面的海啸预警或世界欠发达地区的地震特别有趣，”Fichtner说。