p Os sismólogos da Caltech estão usando cabos de fibra óptica para monitorar e registrar as réplicas da sequência do terremoto Ridgecrest de 2019 com mais detalhes do que era possível anteriormente. Milhares de pequenos tremores secundários estão ocorrendo em toda a região todos os dias, um número sem precedentes do qual agora poderá ser rastreado e estudado. p A técnica nascente envolve atirar um feixe de luz em uma "escuridão, "ou não utilizado, cabo de fibra ótica. Quando o feixe atinge pequenas imperfeições no cabo, uma minúscula porção da luz é refletida de volta e registrada.

p Desta forma, cada imperfeição atua como um ponto de referência rastreável ao longo do cabo de fibra óptica, que normalmente está enterrado vários metros abaixo da superfície da terra. As ondas sísmicas que se movem através do solo fazem com que o cabo se expanda e se contraia minuciosamente, que muda o tempo de viagem da luz de e para esses pontos de referência. Ao monitorar essas mudanças, sismólogos podem observar o movimento das ondas sísmicas.

p "Essas imperfeições ocorrem com frequência suficiente para que cada poucos metros de fibra atuem como um sismômetro individual. Para os 50 quilômetros de cabo de fibra óptica em três locais diferentes que utilizamos para o projeto, é quase como implantar mais de 6, 000 sismômetros na área, "diz Zhongwen Zhan, professor assistente de geofísica, quem está liderando o esforço.

p O projeto foi lançado poucos dias depois que dois grandes terremotos atingiram a área de Ridgecrest. Zhan ligou, em busca de cabos de fibra ótica não utilizados que sejam longos e próximos o suficiente da região sismicamente ativa para serem úteis. Eventualmente, o gerente do aeroporto de Inyokern, Scott Seymour (que também ofereceu o uso da rede de fibra no aeroporto), conectou Zhan com Michael Ort, o CEO do projeto Digital 395 da California Broadband Cooperative. O projeto visa construir uma nova rede de fibra de 583 milhas que segue principalmente a Rota 395 dos Estados Unidos, que corre de norte a sul ao longo do lado leste da Sierra Nevada, passando perto de Ridgecrest.

p A Digital 395 se ofereceu para permitir que Zhan usasse três segmentos de seu cabo de fibra óptica:10 quilômetros de Ridgecrest a oeste, e duas seções ao norte e ao sul de Olancha, perto do qual houve intensa atividade sísmica desencadeada pelo terremoto M7.1. "Os terremotos de 4 a 5 de julho criaram uma ruptura de 50 quilômetros que desencadeou tremores secundários em regiões diferentes que poderemos estudar, "Zhan diz. Enquanto isso, os instrumentos de detecção que Zhan conectou ao cabo de fibra óptica para o projeto foram fornecidos pelos fabricantes OptaSense e Silixa.

p A equipe de Zhan também foi implantada mais ao sul, no Complexo de Comunicações Goldstone Deep Space, uma instalação da NASA administrada pelo JPL. (JPL é gerenciado pela Caltech para a NASA.) O site, que fica perto de Fort Irwin, hospeda uma rede de fibra escura que Zhan usou anteriormente para testar a tecnologia de monitoramento sísmico de fibra óptica. "Fica a apenas 70 quilômetros de Ridgecrest, então esta seria uma boa hora para voltar, " ele diz.

p Imediatamente após o terremoto, o USGS também implantou sismômetros temporários ao redor de Ridgecrest para monitorar tremores secundários. Zhan diz que seu sistema de fibra ótica complementará, em vez de duplicar, esse esforço. Os sismômetros temporários são capazes de cobrir uma área mais ampla, mas produzem leituras mais esparsas, ele diz. Eles também tendem a funcionar com bateria e sem rede, o que significa que os dados que eles registram não estarão disponíveis até que suas baterias se esgotem e sejam recuperadas, enquanto uma parte dos dados do sistema de fibra óptica de Zhan estará disponível imediatamente.

p Embora o monitoramento sísmico de Ridgecrest seja temporário, Zhan e seus colegas esperam estabelecer sistemas semelhantes permanentemente nas principais cidades do sul da Califórnia. Este trabalho começou com um projeto piloto em 2018 envolvendo o Laboratório Sismológico Caltech e a cidade de Pasadena para usar uma parte da fibra escura da cidade para monitorar tremores na área.

p "A combinação da matriz de fibra Pasadena e as implantações Ridgecrest proporcionaram duas inovações científicas importantes:a matriz Pasadena é o primeiro exemplo de um sistema de monitoramento permanente de terremotos usando fibra óptica, enquanto as implantações Ridgecrest, também o primeiro no monitoramento de terremotos, dar-nos uma ideia do que poderíamos ver se fossemos capazes de iluminar continuamente a fibra escura em todo o sul da Califórnia, "diz Michael Gurnis, John E. e Hazel S. Smits Professor de Geofísica e diretor do Laboratório de Sismologia Caltech. "Eles nos permitem observar e entender como as ondas sísmicas reverberam através de nossas montanhas e bacias complexas após um grande tremor."

p As informações coletadas da rede de fibra Ridgecrest ajudarão os sismólogos a aprender mais sobre como as sequências de terremotos decaem e migram pela terra, e oferecerá mais detalhes sobre como as ondas sísmicas se movem pela região ao redor de Ridgecrest.

p O processamento do grande volume de dados que o sistema de fibra óptica está coletando levará meses, mesmo usando sistemas automatizados, diz Zhan, que estima que sua equipe receberá cerca de 10 a 20 terabytes de dados nos próximos meses.

p "Isso vai nos manter ocupados por um tempo, mas no final, teremos uma imagem mais clara de como essa sequência evoluiu do que seria possível de outra forma, "Zhan diz.