桑迪亚国家实验室马内特·费希尔 二月的第一周，奥利克托克角出现了罕见的和平日出，桑迪亚国家实验室的研究人员开始使用分布式声波传感和光纤电缆收集北极海底的第一个数据集
信用:凯尔·琼斯 桑迪亚国家实验室的研究人员开始用一种新方法分析北极海冰下的第一个海底数据集
他们能够捕捉阿拉斯加北坡的冰震和运输活动，同时还能监测其他气候信号和海洋生物
该团队由桑迪亚地球物理学家罗布·艾伯特领导，将Silixa制造的分布式声波传感询问器系统iDAS连接到阿拉斯加电信公司Quintillion拥有的现有光缆上。
电缆从奥利克托克点到达海底
连续七天，每天24小时，电缆振动被捕获和记录，帮助研究人员更好地了解在缺乏数据的海洋中发生了什么自然和人为的活动
这是第一次使用分布式声波感应询问器系统来获取北极或南极海洋生物的海底数据，研究小组认为这对于未来的使用有很多好处
桑迪亚公司经理凯尔·琼斯说:“这是第一次收集数据，就国家实验室所做的而言，这正是高风险、高回报的研究类型，这可能会对我们如何监测北冰洋产生巨大影响。”
“这真的是地震学和地球物理学以及气候变化和其他学科的前沿
" 该团队预计将记录气候信号，如海冰破裂的时间和分布、海浪高度、海冰厚度、断层带和风暴强度
航运，鲸鱼歌曲和突破也可以被记录
艾伯特说，这种新的监测方法有可能以经济有效和安全的方式持续捕捉各种北极现象，以便科学家能够更好地理解气候变化对这种脆弱环境的影响
该询问器看起来像一个电子盒，可以连接到陆地上的光纤电缆上，它使用激光每秒钟沿着电缆发送数千个短脉冲光
由于地球、海冰、洋流和动物活动，电缆附着的海底移动时，一小部分光沿着电缆被反射回来——或反向散射
反向散射光使询问器能够沿光纤检测、监控和跟踪事件，数据存储在硬盘上
“昆腾的光缆位于阿拉斯加北坡的有利位置，”艾伯特说
“这项技术适用于这个项目有几个原因
我们不会派船去安装监视器；我们不是在海冰上漫步试图安装传感器
这种电缆将会存在几十年，我们可以从它上面获得好的数据
这是在危险环境中进行测量的非常安全的方法
" 由实验室指导研究和发展项目资助，这是为期八周的数据收集的第一次，将在未来两年的项目中进行
该小组将在四个北极季节中的每一个季节访问阿拉斯加，这四个季节被定义为冰封、无冰、冰冻和解冻
第三年将用于进一步分析数据
艾伯特说，结果将与更广泛的科学界交流，并将提供给气候建模社区，以纳入算法
此外，该小组希望该项目的结果将表明在北极地区持续分布式声学传感监测的必要性
“我们希望为高保真气候模型和原始数据分析提供数据，”艾伯特说
“我也希望能对海冰厚度进行直接测量，这在目前是很困难的
现在，你需要一架飞机飞过或者你需要在冰上行走
这可能非常危险而且昂贵，而且一年只能做一两次
使用光纤电缆，分布式声学传感系统可以24/7/365在那里，你可以每天测量一次海冰厚度
" 一只狐狸在连接阿拉斯加死马和奥利克多克点的路上奔跑，桑迪亚国家实验室的一个小组在那里花了一周时间监视北冰洋
北极是各种野生动物的家园，包括迁徙的鲸鱼和海豹
该团队希望利用分布式声学传感和光纤电缆捕捉动物的海底记录
信用:凯尔·琼斯 令人鼓舞的数据在前168小时内获得 艾伯特说，桑迪亚研究人员刚刚开始分析2月份收集的前168小时的数据，他们对所看到的感到鼓舞
“我们看到了预示着冰震的东西
我们看到的事件远在33公里外的海洋中，那里不应该有人类活动，”他说，指的是他观察的前两个小时的数据
“我们肯定看到了某种自然事件
这可能是一次冰震，也可能是类似地震的地面微地震事件
我们还不确定
" 在更靠近海岸的地方，雅培表示，该团队很可能记录了生产井和回注井回收废水的情况，以及指示海潮和洋流的频率
一个令人惊讶的结果是，该系统能够捕捉低空盘旋飞行器的频率
阿博特说，与传统的水听器或海底地震仪相比，这种询问器能够以三到四个数量级的空间密度记录事件
“在第一次收集的数据中，我们没有预料到会看到很多洋流和冰震，因为整个地区都有稳定的冰层覆盖，但我们确实看到了其中一些东西，这很令人兴奋，”艾伯特说
艾伯特说，他期待在迁徙季节捕捉鲸鱼和海豹的数据
北极是弓头鲸和白鲸的家园，它们各有各的歌声
该系统应该能够以记录地震的相同方式记录这些歌曲，因为海洋中的振动被传输到地球，然后地球又被传输到电缆
对鲸鱼来说，当歌曲改变音调时，一种特有的模式就形成了
“这叫做滑翔，随着时间的推移，频率从低到高再到低，”艾伯特说
“这样的频率是生物来源的特征，很容易与其他来源(如地震)区分开来
鲸鱼经常用持续几秒钟的重复音调唱超过30分钟的歌，这些音调上下滑动
" 北坡天气增加了实验第一周的强度 预料中的但激烈的北坡气候是一个挑战
艾伯特说，二月份，该地区一天中大约有18个小时是黑暗的，因为大部分时间都在下雪，道路也没有很好的标志，所以一切看起来都很新
该团队还在应对严寒，在他们做好准备的时候，气温比预期低10度，一度降至零下45华氏度(包括风寒指数在内为零下77华氏度)
艾伯特说，甚至在那里工作谋生的人也停止了所有户外活动
桑迪亚国家实验室地球物理学家罗布·艾伯特说，在北极工作的挑战之一是预期的寒冷温度
信用:凯尔·琼斯 “美国的北极是令人生畏的，零下30度在冬季是很常见的，”昆腾公司的首席收入官迈克尔·麦克黑尔说
“该地区的大部分是苔原，即使在最好的天气条件下也很难穿越
在这里工作需要丰富的经验和来之不易的专业知识
工程意义是巨大的
大多数网络和卫星地面站不在需要能够忍受零下70度的地区运行
" 麦克黑尔说，由于条件恶劣，昆腾的光缆采用铜和钢护套双重铠装，以防止切割、挤压或磨损损坏
“该公司的所有网络组件，包括布线，都是为了抵御极端的北极环境，防止网络中断，”他补充说
“电缆的海底部分主要埋在海底以下
" 紧张情绪持续了整整一周，因为成功的数据收集还不确定 在团队到达的第二天，研究人员在昆腾电缆着陆设施会面，在该公司的帮助下，分布式声学传感系统被安装在那里
Sandia从Silixa公司购买了分布式声学传感系统，Silixa公司的一名团队成员也在那里提供帮助
麦克黑尔说，桑迪亚研究人员能够利用大约30英里的海底光纤电缆，安装工作进展顺利
他补充说，到目前为止，这个项目是一次很好的经历
“有机会与该国一些最有知识的地球物理学家和数据科学家一起工作是令人兴奋和荣幸的，”他说
“支持科学界的工作一直是昆腾的目标
与桑迪亚实验室这样备受推崇的客户一起实现这一目标超出了我们的预期
" 在最初收集的头几天，团队中有预期的紧张，因为这是以前没有做过的事情
虽然雅培曾用光纤电缆为桑迪亚记录爆炸，但他没有在海底或这么大的东西上使用过它们
阿博特说，询问器每分钟收集2千兆字节的信息，因为它来得太快了，很难知道数据是否是好的
三四天后，研究小组有迹象表明该系统运行良好，他们花了整整一周的时间才对实验充满信心
“我感到兴奋的是，我们在这个数据收集中看到了许多有趣的现象，这可能是最安静的数据集，冰震或波动最少，”艾伯特说
“一旦我们开始看到冰面破裂，冰山在其他季节完全没有冰的时候相互碰撞，我们就会更好地看到潮汐、海流和风暴等情况
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