O monitoramento sísmico das geleiras é essencial para melhorar nossa compreensão de seu desenvolvimento e para prever riscos. O professor da SNSF, Fabian Walter, apresentou uma nova ferramenta de monitoramento na forma de fibras ópticas. As fibras são capazes de monitorar geleiras inteiras.

As geleiras estão em constante movimento e, portanto, precisam de monitoramento. As imagens de satélite fornecem pistas sobre seu desenvolvimento. Ao ouvir as geleiras de dentro, A sismologia permite que os cientistas entendam seus movimentos com maior precisão. Contudo, porque sismômetros são difíceis de instalar em áreas glaciais, A cobertura do monitoramento sísmico das geleiras é irregular. Em um estudo recente, Fabian Walter, Professor SNSF na ETH Zurique, demonstraram que também é possível monitorar geleiras usando fibras ópticas. Não só as fibras são mais fáceis de instalar do que os sismômetros, eles também oferecem mais pontos de medição. Eles representam, portanto, uma forma de estender a cobertura do monitoramento sísmico em áreas de difícil acesso.

Um ponto de medição a cada dois metros

O estudo, cujos resultados foram publicados recentemente na revista Nature Communications , ocorreu a uma altitude de 2, 500 metros na geleira Rhone, no extremo nordeste do cantão de Valais. Por cinco dias durante março de 2019, duas equipes lideradas por Fabian Walter e Andreas Fichtner, especialista em sismologia e física das ondas na ETH Zurique, registrou micro-terremotos usando um cabo de fibra óptica de 1 quilômetro instalado alguns centímetros dentro da cobertura de neve na superfície da geleira. O sensoriamento acústico distribuído foi usado para registrar distúrbios no sinal óptico - o resultado de eventos sísmicos dentro da geleira - em intervalos regulares de vários metros ao longo do cabo. As gravações foram convertidas em sismogramas.

Em seu estudo, Fabian Walter relata que ter um número muito maior de sensores na mesma área de monitoramento - 500 pontos de medição atuando como sensores ao longo do cabo de 1 quilômetro - significa que os dados obtidos continham mais informações do que os dos sismômetros, particularmente no que diz respeito à localização de quedas de rochas e terremotos. Além disso, o cabo proporcionou uma melhor compreensão dos movimentos bruscos de stick-slip pelos quais a geleira se move. Novos tipos de ondas sísmicas foram identificados, algo que antes não era possível com sismômetros. Já se sabia que movimentos espasmódicos desse tipo ocorriam nas camadas de gelo da Groenlândia e da Antártica, mas esta foi a primeira vez que sua existência foi rigorosamente verificada nos Alpes.

O que está acontecendo dentro do gelo

As fibras ópticas já são usadas para monitorar terremotos em certas configurações; mas o especialista em terremotos, Fabian Walter, é um dos primeiros cientistas a trabalhar com essa tecnologia em geleiras. "Existem outras equipes que já estão trabalhando no assunto - no Alasca, por exemplo, porque a tecnologia de fibra óptica oferece benefícios neste tipo de ambiente desafiador, "explica o pesquisador, que conduziu seu estudo em parceria com o Serviço Sismológico Suíço da ETH Zurique. "Embora muitas vezes demore várias horas para instalar uma estação sismológica capaz de cobrir apenas uma pequena parte de uma geleira, tudo o que precisamos fazer agora é distribuir o cabo e ter centenas de sensores. Em teoria, a tecnologia nos permite cobrir e monitorar geleiras inteiras. "

Ao medir as velocidades sísmicas, o cabo de fibra óptica também fornece informações adicionais, como detalhes da composição do gelo. Também permite aos cientistas medir as taxas de deformação do gelo e compreender o processo pelo qual as fendas se formam.

Outras aplicações ainda precisam ser testadas fora das zonas glaciais. As fibras ópticas já estão disponíveis ao longo de estradas e ferrovias, e próximo a certas instalações de infraestrutura. Fibra escura - em outras palavras, fibras ópticas que foram instaladas, mas não estão operacionais - podem ser usadas para monitorar eventos sísmicos e evitar danos.