在過去的一年中，Biondi的小組已經證明，它是能夠從(cong) 擾動光纖絲(si) 預測地震發生的大小和方向信息。研究人員已經在一個(ge) 光纖環路三英裏的斯坦福大學校園安裝在儀(yi) 器。

數千英裏的地下光纖穿過加利福尼亞(ya) 的舊金山灣地區，為(wei) 企業(ye) 和家庭提供高速互聯網和高清視頻。研究人員使用的地震儀(yi) 監測地震，雖然電信陣列更敏感，但其覆蓋稀疏，而且十分昂貴的，安裝和維護具有較大挑戰，特別是在城市地區。

相比之下，像Biondi建議的那樣的地震觀測站運行起來相對來說比較便宜。Biondi說：“我們(men) 網絡中的每一米光纖都像一個(ge) 傳(chuan) 感器，安裝起來花費不到1美元。你永遠不可能用常規地震儀(yi) 創造一個(ge) 這樣密度的覆蓋網絡”。

這樣一個(ge) 網絡將使科學家能夠更好地分析地震，尤其是小地震，並能更迅速地查明其來源。更大的傳(chuan) 感器覆蓋範圍也能更好地測量地麵對震動的響應。

Biondi實驗室的研究生Eileen Martin說：“土木工程師們(men) 可以從(cong) 這些建築物和橋梁對數十億(yi) 傳(chuan) 感器陣列中的小地震作出反應，並利用這些信息來設計能夠承受更大震動的建築物”。

從(cong) 反向散射到信號

光纖是純玻璃的線束，大約是人的頭發粗細。它們(men) 通常被捆綁在一起形成電纜，通過將電子信號轉換成光，遠距離傳(chuan) 輸數據信號。

Biondi不是第一個(ge) 用光纖來研究環境的人，一種稱為(wei) 分布式聲學傳(chuan) 感（DAS）的技術已經應用於(yu) 監測石油和天然氣管道的健康狀況。

馬丁說，DAS的工作原理是當光沿著纖維傳(chuan) 播時，它會(hui) 碰到玻璃中的各種雜質並反彈回來。如果纖維是完全靜止的，那麽(me) “後向散射”信號看起來總是一樣的。但是如果纖維在某些區域開始拉伸，由於(yu) 振動或應變，信號就會(hui) 發生變化。

較早的實現這種聲波傳(chuan) 感，但需要昂貴的光纖被貼到一個(ge) 表麵或包裹在水泥增加與(yu) 地麵的接觸，最大限度的保證數據質量。相比之下，Biondi在斯坦福大學的項目——光纖地震觀測台——使用的是與(yu) 電信公司一樣的光纖，它們(men) 是在中空塑料管道內(nei) 無擔保和自由浮動的。

該陣列探測區分了兩(liang) 種不同類型的波，它們(men) 通過地球傳(chuan) 播，稱為(wei) P波和S波。“我們(men) 的目標之一是為(wei) 早期地震預警係統作出貢獻，這將需要有檢測P波的能力，而這種波通常對S波的破壞性較小，但到達的時間要早得多”馬丁說。斯坦福大學的光纖地震觀測台隻是開發灣區廣域地震台網的主要步驟，Biondi說，如顯示該陣列可以在城市範圍內(nei) 發揮作用，仍有許多障礙需要克服。