Оптоволоконная сеть как предсказатель землетрясений

30.10.2017

Землетрясения - одни из самых разрушительных природных катаклизмов. Иногда даже несколько минут в предупреждении о них могут быть решающими. И теперь ученые из Стэнфорда выдвинули интересное предложение о том, как создать по?настоящему глобальную сеть по раннему обнаружению землетрясений.

Сейчас такая система требует установки высокочувствительных сенсоров, которые будут замерять малейшие толчки, способные сигнализировать о том, что большое бедствие уже рядом. Но стандартные датчики не могут охватить все, поэтому группа ученых из Стэнфорда предложила другое решение: оптоволоконную сеть.

Оптоволоконные кабели передают информацию практически со скоростью света и используются телекоммуникационными компаниями по всему миру. Но они также используются нефте- и газодобывающими компаниями для мониторинга небольших толчков, вызванных бурильным оборудованием. При таких замерах нужна характеристика кабелей под названием "обратное рассеяние", с помощью замеряют движение кабелей и записывают сейсмические события.

На одном конце кабеля есть лазер, который посылает свет. Часть света попадает на примеси и дефекты в стеклянных стенках кабеля и отражается: это и есть "обратное рассеяние", о котором шла речь. Сигнал, полученный в таких условиях, может меняться в зависимости от того, двигалась ли та часть кабеля, где произошло отражение, и фиксация таких сигналов может дать ученым карту сейсмической активности на большой территории.

Обычно оптоволоконные детекторы прикрепляют к трубам или другому оборудования, но для обнаружения землетрясений исследователям нужны свободные кабели, а это считается практически невозможным, так как по мнению большинства незакрепленный кабель будет генерировать слишком много сигналов, чтобы быть полезным.

Но использовав пятикилометровый кабель на территории самого университета, исследователи продемонстрировали, что оптоволокно годится для таких целей. С помощью своей сети они смогли засечь около 800 сейсмических толчков, включая землетрясение в Мексике и два маленьких местных землетрясения на 1,6 и 1,8 балла.

Это значит, что ученые могут засекать землетрясения с помощью уже существующей оптоволоконной сети коммуникационных компаний. Конечно, такие кабели не сравнятся по чувствительности с традиционными сейсмометрами, но они гораздо дешевле и дают большее покрытие территории.

<< Назад: В Европе вымирают насекомые 30.10.2017

>> Вперед: Мозг главнее мышц 29.10.2017

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Невидимая солнечная батарея подойдет для оконного стекла 23.07.2022 Группа ученых из Университета Тохока (Япония) создала почти невидимый солнечный элемент, используя оксид индия-олова (ITO) в качестве прозрачного электрода и дисульфида вольфрама (WS2) в качестве фотоактивного слоя. Результаты исследования они опубликовали в научном журнале nature. Примечательно, что прозрачность солнечной батареи достигает 79%. Это позволит в будущем применять эти устройства для оснащения "умных" домов, вставляя их в окна вместо стекла, для покрытия экранов разных гаджетов вроде смартфона и фитнес-браслета. Прозрачная солнечная батарея будет питать носимые и мобильные устройства, что избавит людей от необходимости носить с собой зарядное устройство и зависеть от розетки. WS2 (дисульфид вольфрама) представляет собой тонкий монослойный полупроводник, состоящий из переходного металла и халькогена. По утверждению ученых, этот материал идеально подходит для создания практически "невидимых" солнечных панелей. Соединение оксида индия-олова и дисульфида вольфрама (ITO-WS2) достигнуто путем распыления ITO на кварцевую подложку и выращивание монослоя WS2 с использованием химического осаждения из паровой фазы. Контактный барьер между WS2 и ITO ученые регулировали, нанося тонкие слои металлов поверх ITO (Mx/ITO) и тонкий слой WO3 между Mx/ITO и монослоем WS2. В результате резко увеличилась высота барьера Шоттки (до 220 меВ), что увеличило эффективность разделения носителей заряда в данной солнечной батарее. Барьер Шоттки - это барьер, который появляется в при контактном слое граничащего с металлом полупроводника, равный разности работ выхода металла и полупроводника. В результате исследователи обнаружили, что эффективность преобразования энергии солнечного элемента с оптимизированным электродом (WO3/Mx/ITO) была более чем в 1000 раз выше, чем у устройства, использующего обычный электрод ITO. Исследователи подсчитали, что солнечный элемент площадью 1 см с очень высоким значением среднего пропускания видимого света (79%) может увеличить свою общую мощность до 420 пВт. Это стало ясно в ходе экспериментов, которые ученые провели несколько раз подряд. Только в США площадь стеклянных поверхностей составляет от 5 до 7 млрд кв. м - от экранов телефонов и до небоскребов. "Представьте себе огромное количество электроэнергии, которую можно было бы изготовить, если бы мы могли застеклить эти площади такими солнечными аккумуляторами".

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025