Vědci sledují aktivitu sopky Etna pomocí optických kabelů. Zachytí i to, co seismografy nezaznamenají

Sicilská Etna, tyčící se do výšky 3 357 metrů, je jednou z nejdůkladněji monitorovaných sopek na naší planetě. Na svazích nejaktivnějšího evropského vulkánu, který často chrlí lávu a obrovské chuchvalce suti, jsou rozmístěny stovky senzorů. Jejich cílem je včas upozornit na sopečnou aktivitu, jež uzemňuje letadla a obecně znepříjemňuje život lidem žijícím v jeho stínu.

Nyní vědci sledují Etnu pomocí nového neobvyklého monitorovacího zařízení: optických kabelů. Koncem března v odborném časopise Nature Communications popsali, jak pomocí techniky známé jako distribuované akustické snímání (DAS) zachytili seismické signály, které běžné senzory přehlédly.

Na sopku dohlížejí optické kabely

Objev by mohl pomoci zlepšit systém včasného varování, na který spoléhají obyvatelé okolních částí Itálie. Časem by DAS mohl pomáhat i v dalších lokalitách, neboť miliony lidí po celém světě jsou vydány na milost a nemilost aktivním sopkám, které způsobují různé komplikace.

Optická vlákna fungují tak, že přenášejí signály z jednoho bodu do druhého jako světelné impulsy. Pokud je kabel narušen – například zemětřesením – malé množství světla se odrazí zpět ke zdroji. K měření tohoto jevu vědci používají „dotazovač“ („interrogator“), který skrz vlákna vypálí laserový paprsek a analyzuje, co se vrátí zpět.

Protože vědci znají rychlost světla, mohou určit narušení v různé vzdálenosti. Jednoduše řečeno: pokud se něco děje ve vzdálenosti 60 metrů, trvá odraženému světlu o něco déle, než se dostane k dotazovači, než když se něco stane ve vzdálenosti 50 metrů.

Citlivé měření

Tato měření jsou velmi citlivá. Na jaře roku 2020, v prvních dnech lockdownu způsobeného pandemií onemocnění covid-19, vědci z Pensylvánské státní univerzity použili optické vlákno zakopané v kampusu a pozorovali, jak se mění počet chodců a vozidel. Podle frekvence vibrací dokázali určit zdroj rušení: frekvence lidského kroku se pohybuje mezi 1 a 5 hertzy, zatímco frekvence jedoucího automobilu je 40 až 50 hertzů.

Nový výzkum se zaměřil na stejnou myšlenku, jen s tím rozdílem, že ji vědci implementovali na aktivní sopce. Protože telekomunikační společnosti nevedly na Etnu žádná optická vlákna, vykopali badatelé tři čtvrtě kilometru dlouhý příkop hluboký necelý metr a nedaleko okraje sopky zakopali kabel.

Kromě kabelu, rozděleného do dvou větví, jsou na sopce umístěné také konvenční senzory, jako jsou seismografy, které k detekci pohybu používají kyvadla, a geofony, jež převádějí pohyb země na elektrické signály. Vědci díky tomu mohli porovnat, jak různé techniky zachycují aktivitu.

Lepší než běžně používané senzory

„Pokud se samotný kabel řekněme prodlouží nebo stlačí, pak to vidíme na signálech,“ říká Charlotte Krawczyk, geoložka z Německého výzkumného centra pro geovědy a Technické univerzity v Berlíně a spoluautorka článku popisujícího tuto práci.

Kromě jedné menší erupce v září 2018, kterou zaznamenaly všechny monitorovací metody, zachytil optický kabel i další jevy, jež konvenční senzory buď přehlédly, nebo jen stěží rozpoznaly. Zaznamenal například událost, při níž sopka uvolňuje vodní páru a další plyny, jako je oxid uhličitý, a s ní související drobné otřesy.

„Jednou z hlavních výhod DAS, která bývá často přehlížena, je, že dokáže zachytit informace na mnoha frekvencích,“ říká geofyzik Ariel Lellouch, který tuto technologii používá na univerzitě v Tel Avivu, ale na studii se nepodílel. Naproti tomu infrazvukový senzor zachycuje pouze nízkofrekvenční zvuky. Navíc je DAS jednodušší na údržbu.

Zlepšení monitorování sopek

Podle Marca Aloisiho z italského Národního institutu geofyziky a vulkanologie by DAS mohl doplnit tradiční způsoby monitorování sopek. Protože v okolí Etny žije velké množství lidí, je pečlivě sledována a je zde umístěno přibližně 200 monitorovacích stanic. „Skutečnou výzvou je mít mnoho lidských zdrojů a spolehlivou technologii, která umožní nepřetržitý provoz celého systému,“ řekl Aloisi.

Autoři článku chtějí vyzkoušet kabely o délce mnoha kilometrů, a získat tak ještě více údajů. V budoucnu by mohli udělat okruh kolem celé sopky, čímž by získali data z celého okolí, jež by mohla přispět k dalšímu zdokonalení systémů včasného varování.

Čím dříve přijde varování, tím více času budou mít lidé na evakuaci a tím více životů bude možné zachránit. „Hlavním smyslem je prodloužit tuto dobu, abychom varovali lidi a pomohli jim dostat se pryč,“ říká Krawczyk. „Pokud lépe pochopíme, jaké procesy by mohly být předzvěstí a co by mohlo být novým parametrem pro varování, mohlo by to být neuvěřitelné nové poznání.“

Váš názor Další článek: Než přišel WhatsApp. Top 5 kecálků z historie od ICQ po XChat

Témata článku: Technologie, Výzkum, Evropa, Itálie, Optické kabely, Geologie, Sopka, Berlín, DAS, Nature Communications, Signál, Tel Aviv, Senzor, Suť, Optické vlákno, Vědec, Alois, Seismograf, Optický kabel, Optické síťové kabely na Heureka.cz



Hrajeme si v PowerShellu: Když Luboška zapne počítač, okamžitě nám dorazí e-mail

Hrajeme si v PowerShellu: Když Luboška zapne počítač, okamžitě nám dorazí e-mail

** Hrátky v PowerShellu pokračují ** Dnes se naučíme vytahovat informace ze systému ** A naplánujeme úlohu, když se ve Windows něco stane

Jakub Čížek
Pojďme programovat elektroniku
Jak stáhnout video z Youtube: 10 nejlepších nástrojů

Jak stáhnout video z Youtube: 10 nejlepších nástrojů

** Vybrali jsme deset nejlepších nástrojů pro stahování videa z YouTube ** Můžete si vybrat, jestli chcete aplikaci, doplněk do browseru nebo webovou službu ** Videa z YouTube poté můžete sledovat offline

Karel KiliánStanislav Janů
TipyNejlepší programy
16 míst na mapách Googlu a Microsoftu, které nesmíte vidět. Nahradily je čtverečky a mlha

16 míst na mapách Googlu a Microsoftu, které nesmíte vidět. Nahradily je čtverečky a mlha

** Internet se roky bavil uměle rozčtverečkovanými místy v mapách ** Postupně jich ale ubývá, nebo se jedná o běžné chyby ** Výjimkou je Evropa. Tady čtverečkujeme až až

Jakub Čížek
Mapy GoogleMapy
Hrajeme si v PowerShellu. Nandáme to Linuxákům a jejich dokonalým terminálům

Hrajeme si v PowerShellu. Nandáme to Linuxákům a jejich dokonalým terminálům

** Nejlepší příkazová řádka? Tu mají přece linuxové a unixové systémy ** PowerShell od Microsoftu ale zvládne možná ještě lepší kousky ** Dnes v něm ovládneme kurzovní lístek ČNB

Jakub Čížek
Pojďme programovat elektronikuProgramování
Recenze cykloradaru Garmin Varia RCT715. Bílé dodávky, všechny si vás natočím

Recenze cykloradaru Garmin Varia RCT715. Bílé dodávky, všechny si vás natočím

** Garmin do svého stále unikátního cykloradaru přidal kameru ** Snímá a ukládá, co se při jízdě děje za sedlem ** Kromě toho je to jedna z nejsilnějších svítilen na kolo

Marek Lutonský
Testy
Recenze reMarkable 2. Geniální zápisník, úžasná technologie a e-ink rychlejší než iPad

Recenze reMarkable 2. Geniální zápisník, úžasná technologie a e-ink rychlejší než iPad

** Hybrid tabletu a čtečky je špičkovým kusem hardwaru. ** Výrazně se omezuje na použití jako zápisníku a čtení. ** Ani u tohoto typu zařízení se nevyhneme předplatnému.

Stanislav Janů
reMarkableE-inkTesty