AB’li araştırmacılar, deniz altı iletişim kablolarının çevresel ve sismik sensörler olarak nasıl ikiye katlanabileceğini, erken uyarı sistemleri için potansiyel bir oyun değiştiriciyi araştırıyorlar.
Dünya okyanuslarının altında sessiz bir devrim yaşanıyor. 1,48 milyon kilometreden fazla su altı fiber optik kablo, neredeyse küresel internet ve telefon trafiğinin tamamını taşıyor. Artık araştırmacılar bu kabloların veri iletmekten daha fazlasını yapabildiğini gösteriyor: gezegeni dinleyebiliyorlar.
Bu kablolar, ışığın içlerinden nasıl geçtiğindeki küçük değişiklikleri yakalayarak deniz yatağının ve suyun hareketindeki, titreşimindeki ve sıcaklığındaki değişiklikleri tespit edebiliyor.
Gelişmekte olan fiber optik deniz tabanı algılama alanında AB tarafından finanse edilen bir araştırma girişimi, okyanus tabanını geniş, gerçek zamanlı bir gözlemevine dönüştürmek için teknoloji üzerinde çalışıyor. Yapılan keşifler, bilim adamlarının iklim değişikliğini daha iyi izlemesine, tektonik aktiviteyi izlemesine ve tsunami ve deprem uyarılarını iyileştirmesine olanak tanıyacak.
Sualtı Dünyasını algılayan ağ
Dünya yüzeyinin yaklaşık %70’i sularla kaplıdır, ancak çoğuna geleneksel sismolojik araçlarla erişilemez.
Fransa’nın Brest kentindeki Geo-Ocean araştırma merkezinde deniz jeobilimcisi Marc-André Gutscher, “Deniz yüzeyini mükemmel bir uydu kapsama alanına sahibiz” dedi. “Fakat depremlerin ve tsunamilerin çoğunun meydana geldiği derinlerde, çok az doğrudan gözlemimiz var.”
Denizaltı kablolarının küresel bir algılama ağı olarak nasıl yeniden değerlendirilebileceğine dair araştırmalar sayesinde bu durum değişmeye başlıyor.
Bu alana iki tamamlayıcı teknik hakimdir: Dağıtılmış Akustik Algılama (DAS) ve Brillouin Optik Zaman Alanı Reflektometrisi (BOTDR).
Gutscher, Eylül 2025’te tamamlanan FOCUS adlı yedi yıllık AB destekli bir araştırma girişimine liderlik etti.
Bu iki tekniğin, aktif derin deniz fay hatları boyunca sadece bir veya iki santimetrelik küçük deformasyonları nasıl tespit edebildiğini araştırdı.
Konsepti test etmek için ekip, Sicilya’nın Catania açıklarındaki Kuzey Alfeo Fayı boyunca deniz tabanı boyunca 6 kilometre uzunluğunda bir prototip kablo döşedi. Bölge, Avrupa’nın en büyük ve en aktif yanardağı Etna Dağı’na yakın olması nedeniyle sismik aktiviteye yatkındır.
Deniz tabanını dinlemek
1908’de, Sicilya ile İtalya ana karası arasındaki Messina Boğazı’nda 7,1 büyüklüğünde bir deprem meydana geldi ve Avrupa’nın en ölümcül doğal felaketlerinden birinde 80.000’den fazla insanın ölümüne yol açan yıkıcı bir tsunamiyi tetikledi. Araştırmacıların amacı, deniz tabanındaki fay hareketlerini daha iyi değerlendirmek ve gelecekte benzer olaylar yaşanmadan önce kıyı topluluklarının hazırlanmasına yardımcı olmaktır.
Gutscher’in ekibi, prototip FOCUS kablosunu Sicilya’nın Catania kıyısındaki deniz tabanı gözlemevinden çalıştırılan mevcut denizaltı kablosuna bağlamayı kabul eden İtalyan Ulusal Nükleer Fizik Enstitüsü (INFN) ile birlikte çalıştı.
Fiber optik sistemler konusunda uzmanlaşmış bir Fransız şirketi olan IDIL ile birlikte tasarlanan kablo, normal telekomünikasyon kablolarına benziyor ancak deniz tabanındaki mekanik bozulmalara karşı daha duyarlı olan özel sensör fiberleri içeriyor.
Yalnızca 9 milimetre kalınlığında olup iki tip optik fiberi birleştirir: telekom kablolarına benzer gevşek tamponlu fiberler ve gerginliğe (mekanik deformasyon) daha duyarlı, sıkı tamponlu fiberler. Araştırmacılar, yer kabuğundaki gerginliğe karşılık gelen lif uzunluğundaki ince değişiklikleri ölçmek için BOTDR’yi kullandılar.
Catania Üniversitesi’nden Dr. Giovanni Barreca, “Asıl hedefimiz depremden önce ne olduğunu görmek, ani kırılmadan önce deformasyonu erken tespit etmekti” dedi.
Şimdilik ciddi bir hareket gözlenmedi ama bu da öğreticidir. Gutscher, “Bu, fayın şu anda kilitli olduğu ve muhtemelen tektonik stres biriktirdiği anlamına geliyor” dedi. “Bu stres ortadan kalktığında izliyor olacağız.”
Sicilya kablosunun değeri zaten kanıtlandı. 2020’nin sonlarında, muhtemelen bir sualtı heyelanı tarafından tetiklenen, yüzlerce kilometre yol kat edebilen ve bazen tsunamileri tetikleyebilen bir tür “deniz çığı” olan devasa bir denizaltı akıntısı tespit etti.
Bu tür olaylar nadiren gözlemleniyor, ancak fiber optik veriler onun imzasını ayrıntılı olarak yakaladı. Bu, kıyı topluluklarını ve hayati deniz tabanı altyapısını tehdit edebilecek ikincil tehlikelerin izlenmesi ve tespit edilmesi için fırsatlar yaratır.
Sicilya’dan Karayipler’e
Bu arada FOCUS ekibi, su altı telekomünikasyon kablo ağının çevresel izlemeyi iyileştirme potansiyelini de araştırdı.
Araştırmacılar, deniz tabanındaki su sıcaklığındaki değişiklikleri izlemek için Karayip adası Guadeloupe açıklarındaki yerel su altı kablo ağlarını kullandılar.
Başlangıçta ekibin birkaç ayda bir karadaki fiber optik aktarma dolaplarından manuel olarak veri toplaması gerekiyordu. Artık kalıcı kurulum sayesinde kabloları her üç saatte bir uzaktan izleyebiliyorlar.
Ölçümleri, ışığın kabloların içinde nasıl dağıldığını kaydediyor. Kablo bozulduğunda fiberdeki küçük kusurlar hafifçe kayarak ışığın düzenini değiştirir. Bilim insanları deniz tabanında neler olduğunu anlamak için bu değişiklikleri takip ediyor.
Gutscher, “Kabloyu herhangi bir şey bozarsa (kabloyu çekerse, kaydırırsa veya ısıtırsa veya soğutursa) bunu ölçebiliriz” dedi.
Işık sinyalinin sıcaklıkla nasıl değiştiğini analiz ederken, sığ sularda iki yıl boyunca yaklaşık 1,5°C’lik bir artış tespit ettiler; bu, uydular tarafından gerçekleştirilen deniz yüzeyi sıcaklığı ölçümleriyle tutarlıydı. Aynı zamanda, mercan kayalıklarında yaklaşık %30’luk kayıplara yol açan büyük bir mercan ağartma olayı yaşandı.
Guadeloupe açıklarındaki daha derin sularda, 300 ila 700 metre arasında, kablolar yaklaşık 0,2 ila 1°C’lik daha küçük sıcaklık artışları gösteriyor.
Bu bulgular yayınlanmak üzere yeni kabul edildi (içinde Jeofizik Araştırma Mektupları) ve derin okyanus sıcaklık değişimlerini izlemek için binlerce kilometrelik telekomünikasyon kablosunun kullanılabileceğini ima ederek hava durumu ölçümlerine yeni bir boyut katıyor.
Gutscher, “İlk odak noktamız tektonik olsa da, bu ölçümler aynı kabloların iklimle ilgili değişiklikleri nasıl takip edebildiğini gösteriyor” dedi. “Entegre çevre ve tehlike izleme potansiyeli çok büyük.”
Bu teknik aynı zamanda Japonya, Cascadia (Amerika’nın Pasifik kıyısı boyunca) ve Akdeniz’in diğer yerleri gibi depreme yatkın diğer bölgelere de genişletilebilir.
DAS sistemleri bir depremin ilk sismik dalgalarını saniyeler içinde tespit edebilirken, BOTDR zaman içinde oluşan uzun vadeli gerilimi takip edebiliyor. DAS, anında deprem ve tsunami uyarıları potansiyeli sunarken, BOTDR, deprem tahminine potansiyel uygulama ile fay deformasyonunun uzun vadeli izlenmesini sağlayabilir.
Gutscher, “Fiber optik kabloların yeni ikincil kullanımı, sismoloji ve tehlike uyarısında muazzam bir atılımı temsil edebilir” dedi. “Dünyanın dijital sinir sistemini etkili bir şekilde çevresel bir sisteme dönüştürüyoruz.”
Daha fazla işbirliği ve yatırımla, bir zamanlar neredeyse görünmez olan okyanus tabanı, yaşamları korumak ve değişen gezegenimizi anlamak için bilimin en güçlü araçlarından biri haline gelebilir.
