Los océanos cubren dos tercios de la superficie terrestre, pero colocar sismómetros permanentes bajo el mar es prohibitivamente caro. Esta problemática podría quedar superada por la propuesta que plantea un equipo internacional de científicos de la Universidad de Alcalá (UAH) y el Instituto Tecnológico de California (Caltech): utilizar cables de comunicaciones de fibra óptica instalados a modo de una red sísmica gigante, con el fin de rastrear terremotos lejanos y olas oceánicas.
Los investigadores acaban de publicar en la revista Nature Communications el estudio Detección distribuida de microseismos y teleseismos empleando fibra oscura submarina, un trabajo que recoge los resultados de las pruebas que han llevado a cabo en el fondo del Mar del Norte. Las pruebas las han realizado allí para aprovechar un cable ya instalado en una granja eólica offshore de Bélgica, un país que utiliza mucho este tipo de instalaciones energéticas.
Infraestructura ya existente
“Lo que hacemos es reutilizar cables ya existentes de comunicaciones o exportación de electricidad, es decir, nos basamos en infraestructuras ya existentes y no requerimos una instalación específica”, afirma Miguel González Herráez, profesor de la UAH implicado en el proyecto.
“Creemos que puede ser una aplicación de valor añadido importante; al fin y al cabo solo tenemos que conectar un equipo al extremo del cable y lo convertimos en una red de sensores sísmicos”, añade. Lo único que necesitan es que el propietario del cable ceda una de las fibras para su monitorización.
La tecnología DAS (Sensado Acústico Distribuido) de pulso chirpado, que es la que este equipo internacional utiliza para la detección de eventos sísmicos submarinos, ya se ha licenciado a dos empresas: la española Aragon Photonics y la suiza Omnisens.
Gran sensibilidad
Los sensores desarrollados por la UAH disparan un haz de luz por un cable de fibra óptica. Las pequeñas imperfecciones en el cable reflejan cantidades minúsculas de luz, permitiendo localizarlas como ‘puntos de referencia’. A medida que la onda sísmica deforma mínimamente el cable de fibra (en torno a 1 nanometro por cada metro de cable), los puntos de referencia cambian de lugar, alterando muy ligeramente el tiempo de vuelo de las ondas de luz reflejadas por los puntos de referencia.
La técnica desarrollada por la UAH permite medir de forma muy precisa esas deformaciones, presentando el récord de sensibilidad entre los sistemas de este tipo desarrollados hasta la fecha. Esto permite a los científicos rastrear la progresión de las ondas sísmicas con gran resolución.
“La tecnología de sensado acústico distribuido en el fondo marino es una nueva frontera de la geofísica que puede proporcionar órdenes de magnitud más datos sísmicos submarinos y una nueva comprensión del interior de la Tierra profunda y las principales fallas”, según explica Zhongwen Zhan, profesor de geofísica en Caltech y coautor del estudio.
Primeros hallazgos
Debido a la gran sensibilidad de la técnica, las fibras instaladas en el Mar del Norte pudieron rastrear pequeños ruidos sísmicos no relacionados con terremotos (o microsismos) y encontró evidencias que respaldan una teoría de formación de estos microsismos de hace más de 60 años.
En 1950, el matemático y oceanógrafo Michael Selwyn Longuet-Higgins teorizó que la interacción no lineal de las olas oceánicas podría ejercer una presión suficiente en el fondo del mar para generar las llamadas ondas Scholte, un tipo de onda sísmica que ocurre en la interfaz de un líquido y sólido. Al rastrear las olas oceánicas y los microsismos correspondientes, las fibras ópticas del Mar del Norte revelaron que los microsismos podrían ser el resultado de este tipo de estas interacciones de las olas oceánicas.
Por otro lado, la red de fibra pudo detectar y registrar un terremoto de magnitud 8,2 ocurrido en Fiji (a más de 10.000 kilómetros de la red). Esto demostró claramente la capacidad de la tecnología de completar la información que falta en la red sísmica global, particularmente en las zonas submarinas donde prácticamente no hay estaciones sísmicas permanentes.
