تمتد كابلات الألياف الضوئية عبر المحيطات وتنتشر تحت الأرض للتعامل مع أنظمة الاتصالات، ويعتقد العلماء أن هذه الشبكة الواسعة من البنية التحتية يمكن استخدامها في استخدام آخر: مراقبة سطح الأرض من الأسفل.
على وجه التحديد، يمكن دمج 1.2 مليون كيلومتر (أكثر من 745000 ميل) من كابلات الألياف الضوئية الحالية مع الأقمار الصناعية وأدوات الاستشعار عن بُعد الأخرى لمراقبة الكرة الأرضية بأكملها في الوقت الفعلي.
ويمكن تتبّع العواصف والزلازل بهذه الطريقة، وكذلك السفن والحيتان التي تمر عبر البحار، كما يقترح الفريق الذي يقف وراء الفكرة، وفق البحث المنشور في مجلة Scientific Reports.
وقد يكون للشبكة إمكانية استخدامها لاكتشاف خطوط الأنابيب المكسورة.
مرصد عالمي يُغيِّر قواعد اللعبة
يقول عالم الجيوفيزياء مارتن لاندرو، من الجامعة النرويجية للعلوم والتكنولوجيا (NTNU): "قد يكون هذا مرصدًا عالميًا يغير قواعد اللعبة لعلوم المحيطات والأرض".
وستجري المراقبة من خلال قدرات الاستشعار الصوتي لكابلات الألياف الضوئية.
يمكن التقاط أي انثناءات في الكابلات بسبب الموجات الصوتية أو الموجات الفعلية وتفسيرها لقياس الحركة.
وقد أظهر ذلك بعض أفراد نفس الفريق العام الماضي من خلال تعقب الحيتان عبر القطب الشمالي.
التجربة على الحيتان
على مدار 44 يومًا في عام 2020، تمكَّن العلماء من اكتشاف أكثر من 800 صوت للحيتان من خلال كابل تحت الماء يبلغ طوله 120 كيلومترًا (75 ميلًا).
واكتشفوا أيضًا عاصفة كبيرة على بعد 13000 كيلومتر (8078 ميل).
أصبح كل ذلك ممكنًا من خلال إعداد يُعرف باسم الاستشعار الصوتي الموزع (DAS) وجهاز يسمى المحقق.
يرسل المحقق نبضة ضوئية عبر كابل الألياف الضوئية، والتي تكتشف بعد ذلك أي انثناءات وتقيسها بدقة.
يقول لاندرو: "لقد كانت هذه التكنولوجيا موجودة منذ فترة طويلة. لكنها قطعت خطوة كبيرة إلى الأمام في السنوات الخمس الماضية".
ويضيف "لذا نحن الآن قادرون على استخدام هذا لرصد وقياس الإشارات الصوتية عبر مسافات تصل إلى 100 إلى 200 كيلومتر. وهذا هو الشيء الجديد".
البنية التحتية للألياف الضوئية كنز معرفي
النتائج التي ينتجها النظام تحتوي على كثير من الضوضاء، وهذا يعني أن التقاط الإشارات أكثر صعوبة مما هو عليه مع أجهزة قياس الزلازل، على سبيل المثال، وهذا هو مجال تميز أجهزة الاستشعار الأخرى مثل الأقمار الصناعية.
في الوقت الحاليّ، لا يستطيع محققو DAS "رؤية" المكونات السابقة داخل كابلات الألياف الضوئية المستخدمة لتمديد الإشارات، لكن الباحثين يعملون على التغلب على هذا القيد.
كما أن الفريق حريص أيضًا على التأكيد أن شبكة المراقبة العالمية الخاصة به ستعمل كمكمل للأنظمة الأخرى، وليس بديلًا.
يقول لاندرو: "تُظهر تجربة استشعار ومراقبة الحيتان DAS استخدامًا جديدًا تمامًا لهذا النوع من البنية التحتية للألياف الضوئية، مما أدى إلى علم ممتاز وفريد من نوعه".
