Cáp quang biển có thể dự đoán động đất và hỗ trợ theo dõi hàng loạt rủi ro thiên tai khác

Nghe có vẻ lạ nhưng mạng lưới cáp quang rộng lớn và dày đặc đi ngầm dưới biển cung cấp internet cho thế giới cũng có thể được sử dụng để theo dõi hoạt động địa chất, cũng như hỗ trợ cảnh báo hàng loạt loại hình rủi ro thiên tai. Trên thực tế, những sợi cáp này đã được chứng mình có thể phát hiện ra dấu hiệu của động đất dưới đáy biển, nhưng bằng cách nào?

Đại dương bao phủ tới 2/3 diện tích bề mặt Trái đất. Sự rộng lớn và phức tạp về mặt địa hình khiến việc theo dõi hoạt động địa chất và cảnh báo rủi ro thiên tai dưới đáy đại dương trở nên cực kỳ khó khăn.

Tuy nhiên, nhân loại lại đang nắm trong tay 750.000 dặm cáp viễn thông cung cấp kết nối Internet xuyên lục địa, và đang tiếp tục mở rộng quy mô hơn nữa. Ngoại trừ các vùng cực có điều kiện khí hậu lạnh giá khắc nghiệt, dưới đáy đại dương chằng chịt các tuyến cáp ngầm. Cơ sở hạ tầng đồ sộ này có thể được tận dụng như một mạng lưới cảm biến ngầm xuyên đại dương, hỗ trợ đắc lực cho hoạt động giám sát địa chất toàn cầu.

Một nghiên cứu mới được công bố gần đây đã đưa ra phương pháp mới giúp biến cáp viễn thông dưới biển thành một mạng lưới các cảm biến với độ chính xác cao. Các nhà nghiên cứu tin rằng công nghệ này hoàn toàn có thể phát hiện động đất và các hoạt động tự nhiên khác như sóng và dòng chảy của đại dương.

Nhóm nghiên cứu đề cập đến các thành phần “cảm biến địa chấn” của cáp biển được hình thành từ những bộ khuếch đại (amplifier) và bộ lặp (repeater) tín hiệu. Hầu hết tất cả các loại cáp internet hiện đang đặt dưới đáy đại dương đều sở hữu các loại thiết bị này để đảm bảo duy trì đủ năng lượng cho luồng dữ liệu đi qua một cách an toàn và ổn định.

Các repeater như vậy thường được đặt cách nhau 28 đến 56 dặm (45 đến 90 km) dọc theo chiều dài của tuyến cáp. Chúng tách dây cáp thành các “nhịp” ngắn hơn mà thông qua đó, các nhà nghiên cứu đã tạo lập được một hệ thống “cảm biến” trải rộng trên toàn bộ tuyến cáp kết nối xuyên Đại Tây Dương. Trong trường hợp một trận động đất làm rung chuyển dây cáp, chấn động đó sẽ phản chiếu một phần tín hiệu qua các repeater, và đây chính là thông tin được sử dụng nó để xác định những gì đã xảy ra, cũng như xảy ra ở đâu.

Phương pháp này, nếu được triển khai trên toàn cầu, có thể tạo ra hệ thống hàng nghìn cảm biến môi trường thời gian thực dưới đáy đại dương mà không yêu cầu nâng cấp cơ sở hạ tầng. Việc kết hợp phương pháp mới này với các hệ thống máy đo địa chấn chuyên dụng hiện có sẽ mở rộng đáng kể cơ sở hạ tầng giám sát động đất toàn cầu, đặc biệt là ở môi trường dưới đáy đại dương.

Điều thú vị là sự đổi mới này không yêu cầu bất kỳ thay đổi hoặc bổ sung nào đối với cơ sở hạ tầng dưới nước. Qua đó có thể dễ dàng mở rộng và triển khai nhanh chóng do không cần đến chi phí đầu tư quá lớn.

Nhóm nghiên cứu tự tin rằng họ thậm chí có thể mở rộng công nghệ của mình để theo dõi và tìm hiểu các hiện tượng tự nhiên khác như dòng nước sâu, sự thay đổi nhiệt độ lâu dài của đáy biển, v.v. nhờ độ nhạy cao của cáp quang.