خطة ثورية لتحويل الأرض إلى مرصد عملاق!
تاريخ النشر:30.01.2023
تمتد كابلات الألياف الضوئية عبر المحيطات للتعامل مع أنظمة الاتصالات، ويعتقد العلماء أن هذه الشبكة الواسعة من البنية التحتية يمكن استخدامها في مراقبة سطح الأرض من الأسفل.
على وجه التحديد، يمكن دمج 1.2 مليون كيلومتر (أكثر من 745000 ميل) من كبلات الألياف الضوئية الحالية بالأقمار الصناعية وأدوات الاستشعار عن بعد الأخرى لمراقبة الكرة الأرضية بأكملها "من فوق ومن تحت" في الوقت الفعلي.
ويمكن تتبع العواصف والزلازل بهذه الطريقة، كما يقترح الفريق الذي يقف وراء الفكرة، وكذلك السفن والحيتان التي تمر عبر البحار. وقد تكون هناك إمكانية لاستخدام الشبكة في مهمة اكتشاف خطوط الأنابيب المكسورة.
ويقول عالم الجيوفيزياء مارتن لاندرو، من الجامعة النرويجية للعلوم والتكنولوجيا (NTNU): "قد يكون هذا مرصدا عالميا يغير قواعد اللعبة في علوم المحيطات والأرض".
وستتم المراقبة من خلال قدرات الاستشعار الصوتي لكابلات الألياف الضوئية. ويمكن التقاط أي انثناءات في الكابلات بفضل الموجات الصوتية أو الموجات الفعلية وتفسيرها بغية قياس الحركة.
وقد أظهر الفريق ذلك العام الماضي من خلال تعقبه الحيتان عبر القطب الشمالي. وعلى مدار 44 يوما في عام 2020، تمكن العلماء من اكتشاف أكثر من 800 صوت للحيتان من خلال كابل تحت الماء يبلغ طوله 120 كيلومترا (75 ميلا). واكتشفوا أيضا عاصفة كبيرة على بعد 13000 كيلومتر (8078 ميل).
وأصبح كل ذلك ممكنا من خلال إعداد يُعرف باسم الاستشعار الصوتي الموزع (DAS) وجهاز يسمى "المحقق". فيرسل المحقق نبضة ضوئية عبر كابل الألياف الضوئية، والتي تكتشف بعد ذلك أي انثناءات وتقيسها بدقة.
ويقول لاندرو: "لقد كانت هذه التكنولوجيا موجودة منذ فترة طويلة. لكنها قطعت خطوة كبيرة إلى الأمام في السنوات الخمس الماضية. لذا نحن الآن قادرون على استخدام هذا لرصد وقياس الإشارات الصوتية عبر مسافات تصل إلى 100 إلى 200 كيلومتر. وهذا هو الشيء الجديد".
وهناك قيود: النتائج التي ينتجها النظام تحتوي على الكثير من الضوضاء، وهذا يعني أن التقاط الإشارات أكثر صعوبة مما هو عليه مع أجهزة قياس الزلازل، على سبيل المثال.
وهذا هو المكان الذي تأتي فيه أجهزة الاستشعار الأخرى مثل الأقمار الصناعية، لتحديد سياق إضافي.
وهذه تقنية يتم تحديثها باستمرار أيضا. في الوقت الحالي، لا يستطيع محققو DAS "رؤية" المكونات السابقة داخل كابلات الألياف الضوئية المستخدمة لتمديد الإشارات، لكن الباحثين يعملون بجد للتغلب على هذا القيد.
كما أن الفريق حريص أيضا على تأكيد أن شبكة المراقبة العالمية الخاصة به ستعمل كمكمل للأنظمة الأخرى، وليس كبديل. ونظرا لأن هذه الكابلات واسعة جدا، فقد يكون العدد المحتمل للنتائج ضخما.
ويقول لاندرو: "تُظهر تجربة استشعار ومراقبة الحيتان DAS استخداما جديدا تماما لهذا النوع من البنية التحتية للألياف الضوئية، ما أدى إلى علم ممتاز وفريد من نوعه".
وقد نشر البحث في مجلة Scientific Reports.
المصدر: ساينس ألرت
