物理科技生物学-PHYICA

光缆上原彩菜监测南极洲的微震

地球 2021-10-10 00:00:19

美国地震学会 南极光纤地震学阵列荣誉:迈克尔·肯德尔/牛津大学 在美国地震学会2021年年会上,研究人员分享了他们如何使用光纤电缆来检测南极洲冰中发生的小地震

西里萨有限公司的地球物理学家安娜·斯托尔克说,这些结果可以用来更好地了解在不断变化的气候条件下冰的运动和变形,以及改善未来对碳捕获和储存项目的监测

Stork讨论了她和她的同事如何改进他们的分布式声学传感方法,或DAS,用于微震——小到感觉不到的地震

DAS的工作原理是利用光纤中的微小内部缺陷作为成千上万个地震传感器

一端的仪器通过电缆发送激光脉冲,并测量每个脉冲从光纤内部缺陷反射回来时的“回声”

当光纤受到地震或冰震干扰时,散射回DAS接收器的激光的大小、频率和相位会发生变化,这些变化可用于表征地震事件

牛津大学的迈克尔·肯德尔说,南极研究展示了数据采集系统如何用于监测世界其他地方的地下碳捕获和储存

例如,南极网络的布局提供了一个很好的例子,说明如何配置类似的网络来最好地检测由碳储存引发的微震

南极光纤地震学阵列荣誉:迈克尔·肯德尔/牛津大学 牛津大学的汤姆·哈德森说:“我们的工作还展示了一种使用DAS光纤阵列比传统地震检波器更详细地研究微震震源机制的方法。”

“如果我们能分析震源机制——地震是如何失败或破裂的——那么我们就能把地震归因于流体的运动,比如储层中的二氧化碳

" 哈德逊解释说,DAS记录的南极微地震“大约是1级,相当于一本书从桌子上掉下来的大小”,所以它们是非常小的地震

" 哈德逊和他的同事们的研究是第一次使用DAS来观察南极洲的冰震

在拉特福德冰流的冰面上,光缆以线性和三角形的配置展开

肯德尔说,在南极恶劣的环境中使用光纤传感器有许多挑战

这些设备不得不一件一件地用船和几架飞机运到研究地点

研究人员必须掩埋光纤,以减少污染地震信号的风噪声,并移除为DAS仪器供电的发电机的信号

南极光纤地震学阵列荣誉:迈克尔·肯德尔/牛津大学 “我们把仪器放在一个登山帐篷里,基本上是一个小办公室,”斯道克解释道

“将温度保持在建议的操作限值内是一项挑战

来自太阳的辐射热警告帐篷温度在30摄氏度左右,尽管外面是零下10摄氏度

" 肯德尔说,研究人员与气候学家和其他研究南极冰川滑动和其他冰运动的研究人员分享了他们对冰震数据的分析

“希望在未来,我们也将与钻冰芯的科学家进行更多的互动,因为他们使用光纤作为分布式温度传感器,但是他们在钻孔中放置的这些光纤也可以用于像我们这样的地震研究,”他指出

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