アメリカ大陸西岸から数マイル沖合、カリフォルニア州ロサンゼルスとチリのバルパライソを結ぶ海底ケーブル。端から端まで伸ばすと、地球の直径の5分の4に相当します。このケーブルは光ファイバーで、二大陸間のデータ伝送の生命線となっています。しかし、新たな研究によると、このケーブルは地震や津波による壊滅的な被害を軽減するという二重の役割を果たす可能性があるとのことです。
この研究成果は、ケーブルを伝わる光の偏光の乱れを研究した地球物理学者とネットワークエンジニアの学際的な共同研究から得られたものです。水曜日にサイエンス誌に掲載されたこの研究チームの論文に関連して、特許が申請されています。
「ここには科学的にも社会的にも大きな意味合いがあります」と、新論文の筆頭著者であり、カリフォルニア工科大学の地球物理学者であるジョンウェン・ジャン氏はビデオ通話で述べた。「地震を検知し、地球内部の様子を研究するための地球物理センサーのほとんどは陸上に設置されていますが、最も重要な地質学的プロセスの多くは海中で起こっています。私たちは、海中に敷設されている既存のケーブルを活用することで、比較的スケーラブルな地震検知を実現しています。将来的には、これを地震や津波の早期警報に活用できると考えています。」
私たちが暮らすこの、容赦なくオンライン化が進む世界では、1世紀前に撮影された映画がボタン一つでストリーミング再生され、地球の反対側にいる人と顔を合わせて話すことができます。光ファイバーケーブルは、その情報負荷の大部分を担っています。Googleの「キュリー」ケーブルのような海底ケーブルは、世界を繋ぐために、膨大な量のデータを常に猛スピードで伝送しています。
ケーブルに避けられない欠陥があるため、データがケーブルを通過する際に光の偏光は方向を問わず変化します。温度変動や人間の活動といった外乱も、ケーブルの偏光をさらに乱す可能性があります。しかし、深海では温度は比較的一定で、人間の存在もほとんどありません。そのため、地震波が環境を揺らめいたり、大きな海面上昇が通過したりすると、海底ケーブルの歪みが顕著に検知されます。
海底での地震学的研究は時間と費用がかかるため、深海ケーブルの偏波変動を読み取ることは安価で迅速な代替手段だと研究者らは主張している。こうしたデータを読み取るための海底ケーブルは数多く存在する。キュリーケーブルは地球の直径の約5分の4の大きさだが、海底ケーブル網全体は地球を20周できる。研究チームが記録した半世紀にわたる他の地球物理学的イベントの中には、昨年6月にメキシコのオアハカを襲ったマグニチュード7.1の地震も含まれている。
チームが初めてケーブル信号の変動を認識し、それを地震と一致させたとき、「全く予想外のことでした」とジャン氏は述べた。「通信信号そのものを見て地震を検知した人は誰もいませんでした。」
研究チームは観測中に、20回の地震と30回の海面うねりを検知しました。重要なのは、研究チームはまだ地震の震源地を特定できていないことです。ケーブルは単に擾乱を拾っているだけです。しかし、将来的には、異なるケーブル間の擾乱された偏波を観測することで、地震の震源地を三角測量で特定できるようになる可能性があるとジャン氏は述べています。
https://gizmodo.com/inside-the-plan-to-prepare-the-pacific-northwest-for-a-1832591821
「これは地震学者として海洋を観測する方法を一変させるだろうと思います」と、ワシントン大学の地震学者で、今回の論文とは無関係のウィリアム・ウィルコック氏は電話インタビューで述べた。ウィルコック氏は最近、ジャン氏のチームの研究に関するPerspectives誌の記事をサイエンス誌に寄稿した。「私の分野では、沖合のカスケーディア沈み込み帯に大きな懸念があり、その監視を改善するために沖合のインフラをどのように整備するかについて多くの検討が行われてきました。専用システムでそれを実現するには数億ドルの費用がかかります。しかし、商用ケーブルを使って少なくともその一部を実現できる可能性があることは、実際に前進するための大きな助けとなるでしょう。」
地球の音を聞くという方法が通信業界に広く採用されるかどうかはまだ分からない。確かなのは、このチームが、コール オブ デューティをプレイしたり、家族の写真を送信したりすることで得られる副産物を利用して、光を聞くことができることを示したことだ。これは、次に来るであろう小さな地震から非常に大きな地震まで、あらゆる地震への備えに役立つかもしれない。
