海底インターネットケーブルは地震を検出し、すぐに津波について警告することができます

SF小説家Neal Stephensonは、「ケーブルが最初に置かれ、人々がケーブルを使用する新しい方法を考え始めるのは常に本当でした」と書いた。 熱狂 「ケーブルが設置されると、技術的な人工物ではなく、さまざまな方法で利用できる自然発生鉱物のように扱われる傾向があります」

各ケーブルはおおよそ庭用ホースの太さですが、ほとんどは12本の薄いガラスストランドの周りを保護する被覆になっており、1km厚のブロックが新鮮なフロントガラスのように透明に見えるほど純粋です。 今日、約300本のケーブルが海洋横断データトラフィックの99％を伝送しています。

ハワイ大学の海洋学者であるBruce Howeは、1990年代初頭から海底ケーブルに科学機器を追加してきました。 通信会社は、混乱を予防し、より高度な材料を統合するために、約25年ごとに新しいケーブルを配置します。 「会社がケーブルシステムをオフにすることを決めたときはいつでも、当時のようにそれを捨てずに科学がそれを使うことができると思いました」と彼は言いました。

後期、ハウは数年にわたって アロハ オアフ島から北へ100kmの場所に位置する古いAT&Tケーブルの上に建てられたケーブル天文台。 彼と同僚は、後にチームが機器をケーブルに接続するのに苦労し、施設は部分的に「まだあまりにも一般的なケーブルとコネクタの問題」のために最大限の可能性を発揮するのに苦労したと書いた。

モースボールケーブルを採用しようとする同様の試みも失敗しました。 1998年、科学者たちはハワイとカリフォルニアを結ぶ古いケーブルに地震計、水中聴音器、2つの圧力計、その他の機器を追加しましたが、システムはわずか5年で失敗しました。 ハワイ付近のあるシステムは、配置6ヶ月後に短絡が発生し、他のシステムは、日本の海岸での漁業活動のために損傷しました。 商業的譲渡は進展がなかった。

ホウは、科学機器を運用する通信ケーブルに統合することが可能かどうか疑問に思い始めました。 彼と彼の同僚は、ケーブルリピーターにぴったりの温度、圧力、地震プローブを設計しました。 ホウは私にこう言った。 彼が話をすると、彼らは言わない。 通信信頼度に影響を与えるからだ」と答えた。 この応答は、後でケーブルインフラストラクチャに乗り換えると、最初から独自のシステムを構築するコストの10分の1のコストで研究者にデータを提供すると推定した科学者を失望させました。

ケーブル事業会社Aqua CommsのCEOであるNigel Bayliffによると、大西洋横断ケーブルの設置には2〜3年と約2億ドルかかります。 一度修理するのに200万ドルかかることがあります。 ケーブル会社に無料で追加されたいくつかの科学パッケージでさえ、動作するシステムへの変更は責任があるかもしれません。 Bayliffは、「宇宙ステーションに他のトイレを要求するのと似ています」と述べた。 「それは、「本当に、みんな？」 本当に宇宙ステーション全体を危険にさらしてトイレを変えますか？」 」

通信会社と長い間ケーブルを接続してきたグーグルグローバルネットワーキング副社長ビカシ・コリーは「私たちが考える限り、これらのケーブルが存在する唯一のビジネス理由はデータ接続のため」と述べた。 私に言った。 同社はケーブルに機器を追加するつもりはないと彼は言った。

法的障害物もある。 海底通信ケーブルは必須の公共サービスとして扱われるため、国連海洋法条約により一定の自由を享受しますが、あいまいなカテゴリーの「海洋科学研究」が必ずしも同じ特権を受けるわけではありません。 Bayliffは、コミュニケーションプロジェクトが科学に貢献するとどうなるか心配しています。

「通信の90％、科学の10％は現在科学ケーブルですか？」 ベイリーフが尋ねた。 私たちは先行者が法的水域をテストするまで知らないかもしれません。 しかし、彼は政府が企業と研究者の間の協力を義務付けることによってこの問題を解決できると付け加えました。 「これが標準になると、リスクは誰にとっても同じであるため、常に起こり、誰も心配しません」と彼は言いました。

Howと彼のチームは、老朽化し​​たケーブルシステムを交換する予定で、沿岸地震についてある程度知っているポルトガル政府と最終的に協力しました。 1755年、リスボンの南西で大規模な地震が発生し、津波が発生し、首都が荒廃しました。 数万人が死亡した。

「動機がある」とホウは言った。 「彼らはこれを通信運営コストだけでなく人的費用に関しても見ており、政府はこの種の考慮事項のバランスを実際に調整する必要があるかもしれません。 企業はそうしないだろう」と話した。 ポルトガル政府はこのプロジェクトを承認し、ハウは今年の少なくとも1億2000万ユーロが費やされると予想しています。 ケーブルはリスボン、アゾレス諸島、マデイラ島を接続します。 2025年には、ケーブルリピータの動作、圧力、温度センサーが海底科学プラットフォームと津波警報システムとして機能します。

科学者がケーブル業界とのデッドロックを破るためには、海底ケーブルや中継器を変更せずに、すでに存在するデータを使用できる方法が必要でした。 Marraの偶然の発見はこれが可能であることを証明しました。

その後、2020年にGoogleは、ZhanとイタリアのCaltechとL’Aquila Universityの研究者を含む科学チームと、光ファイバネットワークの偏光測定値を共有することに同意しました。 Koleyは、Googleの科学者たちがケーブルに機器を追加する必要がない限り、喜んで協力していると述べました。 Koley氏は、「これは実際に捨てるべきデータセットだった」と述べた。 「私たちに他の用途はありません。」

研究者たちは、ケーブルが曲がり、ねじれ、伸びるときに発生する偏極の変化を確認し、地震計が9ヶ月間検出した数十の地震と相互参照しました。 このアプローチはMarraの方法やDASほど敏感ではありませんが、高度なレーザー形式の洗練された技術は必要ありません。 Zhan氏は「この方法は実装が簡単なので、実際には6～7本のケーブルをボードに搭載してデータを提供します」と述べた。

昨年、GoogleはMarraと彼のチームがイギリスのサウスポートにあるケーブルランディングステーションへのアクセスを許可しました。 そこで、会社はケーブルを使用してダブリンとカナダのハリファックスまで延長されました。 同社は、研究者が使用していないときに特定のチャンネルへの一時的なアクセス権を喜んで提供しました。 研究者たちは、テディントンの研究室で5時間運転してリモートアクセスできるコンピュータだけでなく、カスタムレーザーと検出器を設置しました。 彼らは今アイルランド海と大西洋の下で位相変化を検出する能力を持っています。

しかし、彼らはまだ海底運動の正確な位置を把握するために位相シフトが起こる位置を決定する方法が必要であった。 この問題を解決するために、研究者は通常、技術者が特定のケーブル長に沿って問題を診断するのに役立つ光ファイバリピータに組み込まれた小さなミラーを利用しました。 SouthportとHalifaxの間にある128個のミラーにより、位相シフトが最初に発生したケーブルの特定の部分を識別できました。 彼らのアプローチは、ケーブルを129のローカル地震センサーに変える可能性がありました。