Подводные интернет-кабели помогут изучать океан

Схема измерений. Автор: Geophysical Research Letters (2025). DOI: 10.1029/2024GL114414

Мониторинг изменений температуры воды и давления на морском дне помогает лучше понять океанические течения, климат и природные опасности, такие как цунами. В последние годы учёные начали собирать подводные данные с помощью уже существующей инфраструктуры, протянувшейся на миллионы километров по всей планете — подводных оптоволоконных телекоммуникационных кабелей, обеспечивающих интернет и телефонную связь.

Не мешая их основному назначению, эти кабели можно использовать как датчики для измерения малых изменений в световых сигналах, проходящих через них. Это позволяет учёным получать новые данные о состоянии океана. Мэйчэн Лю и её коллеги разработали новый прибор, состоящий из приёмника и микроволнового модулятора интенсивности, установленного на береговой станции, который делает этот подход возможным. Их исследование опубликовано в журнале Geophysical Research Letters.

Трансконтинентальные оптоволоконные кабели разделены на участки репитерами — устройствами, расположенными каждые 50–100 км, которые усиливают световые сигналы, чтобы они не затухали по пути к месту назначения. В каждом репитере прибор под названием «волоконная брэгговская решётка» отражает небольшое количество света обратно к предыдущему репитеру для контроля целостности кабеля.

Наблюдая за этими отражениями и измеряя время их прохождения, новый прибор фиксирует изменения во времени прохождения света между репитерами. Эти изменения содержат информацию о том, как окружающая вода влияет на форму кабеля. Исследователи использовали эти данные для определения таких параметров, как суточные и недельные колебания температуры воды и приливные циклы.

Большинство предыдущих исследований, использующих телекоммуникационные кабели для сенсорных измерений, рассматривали весь кабель как единый датчик. Работы, где применялось распределённое зондирование, требовали сверхстабильных лазеров. Новый прибор позволил команде проводить распределённые измерения с помощью более доступных нестабилизированных лазеров.

В исследовательскую группу вошли геофизики, электронные инженеры и специалисты по кабельным системам. Они тестировали прибор в течение 77 дней летом 2024 года на кабеле EllaLink, состоящем из 82 участков и соединяющем Португалию с Бразилией. По мере изменения температуры и приливов трансатлантический кабель растягивался и сжимался, что вызывало измеримые изменения в проходящем через него свете.

Дополнительная информация: Meichen Liu et al, Trans‐Oceanic Distributed Sensing of Tides Over Telecommunication Cable Between Portugal and Brazil, Geophysical Research Letters (2025). DOI: 10.1029/2024GL114414

Источник: American Geophysical Union