La fibra óptica submarina puede adelantarse a los terremotos

Investigadores norteamericanos procedentes de la Universidad de California (de Berkeley), del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab), del Instituto de Investigación del Acuario de Monterey Bay (MBARI) y de la Universidad de Rice han llevado a cabo un experimento que convirtió 20 kilómetros de cable submarino de fibra óptica en el equivalente a 10.000 estaciones sísmicas puestas a lo largo del fondo del océano.

La premisa principal de su estudio era demostrar que estos cables pueden ayudar a los científicos a estudiar los terremotos en alta mar. La fibra óptica es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de datos. Consiste en un hilo muy fino por el que se envían luego pulsos de luz que representan los datos a transmitir, y que es muy sensible a movimientos.

Los investigadores probaron durante sus trabajos la denominada detección acústica distribuida. Esta técnica emplea un dispositivo fotónico que envía pulsos cortos de luz láser por el cable y detecta la retrodispersión creada por la tensión en él, causada por el estiramiento.

Gracias a lo que se conoce como interferometría, los científicos pudieron medir la dispersión posterior cada dos metros del recorrido. Con ello convirtieron, efectivamente, un cable de 20 kilómetros en 10.000 sensores de movimiento individuales.

Muy sensibles

«Estos sistemas son sensibles a los cambios de tan solo unos nanómetros a cientos de picómetros por cada metro de longitud. Ese es un cambio de solo una unidad en un billón», apuntan los investigadores.

Durante el experimento de cuatro días en la Bahía de Monterey, registraron un terremoto de magnitud 3,5 y dispersión sísmica desde zonas de fallas submarinas. Su técnica, que habían probado previamente con cables de fibra óptica en tierra, podría proporcionar datos muy necesarios sobre terremotos que ocurren bajo el mar, donde existen pocas estaciones sísmicas; de hecho, el 70% de la superficie de la Tierra no tiene este tipo de detectores.

El cable se extiende a 52 kilómetros de la costa hasta la primera estación sísmica colocada en el fondo del Océano Pacífico, puesta allí hace 17 años por el instituto MBARI y Barbara Romanowicz, profesora de la Escuela de Graduados de la Universidad de Berkeley de UC Berkeley, en el Departamento de Ciencias Planetarias y de la Tierra.

En 2009 se colocó de forma permanente un cable al nodo del Sistema Acelerado de Investigación de Monterey (MARS). Ahora se han usado 20 kilómetros del mismo en nuevas pruebas, mientras estaban fuera de línea para mantenimiento anual.

Millones de kilómetros

El objetivo final de los esfuerzos de los investigadores, añade, es utilizar las densas redes de fibra óptica instaladas en todo el mundo. Son probablemente más de 10 millones de kilómetros en total, tanto en tierra como bajo el mar, como medidas sensibles del movimiento de la Tierra.

Durante la prueba submarina pudieron medir un amplio rango de frecuencias de ondas sísmicas de un terremoto de magnitud 3,4 que ocurrió a 45 kilómetros tierra adentro cerca de Gilroy, en California. Mapearon múltiples zonas de fallas submarinas conocidas por formar parte de la falla de San Gregorio, pero no estudiadas antes.

Ahora están llevando a cabo experimentos con fibras encendidas, al mismo tiempo que planean el monitoreo por fibra óptica de eventos sísmicos en un área geotérmica al sur del Mar de Salton, en el sur de California y dentro de la zona sísmica de Brawley.