一条连接新西兰和澳大利亚的海底电信电缆正在作为地震传感器使用,这是一个旨在更好保护新西兰民众免受海啸威胁的新试验。
新西兰的海岸线面临多种海啸威胁,包括可能只给人们几分钟疏散时间的快速“近岸”事件,以及需要数小时甚至数天才会到达的区域性和远源性海啸。
面对这一始终存在的危险,科学家们一直在通过创新技术逐步扩展该国的海啸监测能力。
自2019年以来,一系列布设在新西兰北部和东部海岸的浮标监测站,成为了我们在海洋中的“眼睛和耳朵”。如今,这一网络又通过一项由英国和新西兰合作的项目得到增强,科学家们利用激光在长达4000公里的南十字号(Southern Cross Next)海底电缆上寻找地震和海啸的信号。
该方法依赖于英国国家物理实验室(NPL)开发的一项开创性技术,其中激光通过海底电缆发送超稳定的光信号。
信号通过间隔约50公里到70公里的放大器返回,如果数据中出现任何变化,就会分析这些变化以寻找潜在的地震和海啸信号。
这种被称为光学干涉法(optical interferometry)的方法已经显示出令人鼓舞的结果,传感器清晰地记录了去年12月在瓦努阿图附近发生的7.2级地震信号。
GNS地震与海啸快速表征项目负责人Bill Fry博士表示,这些数据将帮助科学家更好地推断海啸的关键特征,比如其方向和距离新西兰的远近。
“这种方法实际上相当于在西南太平洋的海底排布了大约70个额外的海啸传感器,一旦检测到海洋中的显著变化,就能立即向我们发出海啸威胁警报。”
如果发生强烈且持续的地震,可能引发海啸,仍建议易受影响的海岸地区居民遵循“长时间强烈震动,赶快撤离”的指引,立即前往最近的高地或尽可能远离海岸的地方。
作为试验的一部分,新西兰测量标准实验室(MSL)将升级该系统,采用一种新的高精度激光来测量电缆光纤中的应变变化。
“这项技术有潜力彻底改变地震和海啸的早期预警系统,提供一种成本效益高且可靠的解决方案,可以挽救生命并减少沿海损害。”MSL高级研究科学家Johan Grand博士表示。
NPL首席科学家Giuseppe Marra表示,系统能够在塔斯曼海检测到地震和海洋流动信号令人兴奋。
“这是这项技术在太平洋的首次测试,新西兰周围的海域是展示这些创新的基于电缆的海洋监测技术在地球科学和沿海人口保护方面的巨大潜力的‘完美实验室’。”Marra说道。
这种技术此前已成功用于大西洋海域的地震检测。
在地震活动更为频繁的西南太平洋地区,数据将收集至2025年12月,并用于改进该方法,为更广泛的应用铺平道路。
这项国际合作得到了英国国际科学合作基金的支持,并且得到了新西兰量子技术Aotearoa项目的资助。
Jamie Morton是科学和环境报道专家,自2011年加入《Herald》以来,他的报道涵盖了从自然保护、气候变化到自然灾害和新技术的各个领域。