Penn State’teki araştırmacılar tarafından yönetilen yeni bir araştırmaya göre, internete güç vermek için gerekli olan basit fiber optik kablolar, düden gibi coğrafi bahçeleri tespit etmede yararlı bir araç olabilir.
Penn State Üniversitesi Park kampüsü altında yerden sadece birkaç metre altına gömülü mevcut iletişim kablolarını kullanarak, ekip mevcut akustik algılama teknolojisini kullanmak için yeni bir yol geliştirdi. Yakın zamanda detaylandırılan yaklaşım Jeofizik Araştırma Dergisi: Katı Dünyakırılmış bölgeleri – düdenler gibi – Dünya yüzeyinin yüzlerce metre altında çizebilir.
Araştırmacıların yöntemi, University Park’ta kabaca dört mil uzanan önceden var olan bir telekomünikasyon fiber optik kablosuna ekledikleri dağıtılmış akustik algılama (DAS) sorgulayıcı adı verilen bir aracı içerir. DAS sorgusu, akustik sinyalleri yakalayarak kabloya bir ışık demeti çekti. Kampüs aktivite ile dolu olduğu için, araştırmacılar, kaya yoğunluğu ile ilişkili ve otomobiller, öğrenciler veya inşaat tarafından üretilen sesleri atlayan ses dalgalarını izole etmek için bir dizi hesaplama yöntemi geliştirdiler.
“Jeobilimciler genellikle günlük trafik gibi girdileri verilerdeki gürültü olarak düşünüyoruz. Bununla birlikte, araştırmamız ‘çöp gürültüsünün’ çok yararlı olduğunu gösteriyor.” Dedi. “Geohazards’ı geleneksel yöntemlerden çok daha uygun fiyatlı ve etkili bir şekilde tespit etmek için bu sinyallere güvenebiliriz.”
Geleneksel olarak, jeofon adı verilen enstrümanlar zemin yoğunluğunu ölçmek için kullanılır. Bu araçlar pahalıdır, insan dağıtımını gerektirir ve yalnız bir veri noktası oluşturur. Araştırmacılar, günlük trafik seslerini çapraz korelasyon kullanarak sismik yüzey dalgalarına dönüştürdüğünü, yüzey dalgası hızının kablonun altındaki ayrıntılı bir resmini boyadığını ve veri noktalarının bir ağını sunduğunu söyledi.
Büyük Kanyon’a bağırdığınızı hayal edin. Sesinizin geri dönüşünden önce seyahat ettiği mesafe, kanyonun derinliği ve mesafesi hakkında çok şey ortaya çıkarabilir. Ses de benzer şekilde yerden geçer. Kaya daha yoğun olursa, ses dalgası o kadar yavaş hareket eder.
Kavram kanıtı çalışması, araştırmacılar yüzeyin derinliklerinde bir düden üretme potansiyeline sahip düşük yoğunluklu bir alanı işaretledikten sonra gerçekten eve çarptı. Akustik sinyallerin modellenmesinde, kampüsteki alan, onu aynı derinlikte çevreleyen yerden çok daha az yoğun olan düşük hızlı bir yapı olarak sergilemektedir.
Bölgenin karst jeolojisi-mağaralar, düşük yoğunluklu kayalar, yaylar ve Pennsylvania’daki diğer ortak peyzaj özellikleri-asidik su ile zayıflatılan kireçtaşı ve dolomit olmak üzere çözünür kayaları ile bilinir, bu nedenle düşük yoğunluklu bir alan gibi görünen şeyi tespit etmek büyük bir sürpriz değildi.
Penn State’in Fiziksel Tesis Ofisi ve yüklenicileri profesyonelleri araştırmacıların verilerini gözden geçirdiler ve potansiyel yeraltı boşluğu nedeniyle kampüsteki yapılar için yakın bir tehlike olmadığını belirlediler.
Zhu, tekniğin gelecekteki planlamada yararlı olabileceğini de sözlerine ekledi. Pittsburgh’daki felaketleri önlemeye yardımcı olmak için DAS teknolojisi zaten daha büyük bir ölçekte konuşlandırılıyor.
Zhu, “Pennsylvania ve ötesinde düdenler yaygın.” Dedi. “Bu araştırmayı özellikle güçlü kılan şey, günlük trafik gürültüsünü – tamamen ücretsiz bir şey – coğrafi bahçeleri bulmak için bir araç haline getirmesidir. Halihazırda sensörler olarak mevcut olan fiber optik kabloları kullanarak, riskleri değerlendirmek ve Pennsylvanyalılar için gelecekteki tehditleri önlemek için uygun fiyatlı ve ölçeklenebilir bir yol sağlayabiliriz.”
Geosciences’da doktora sonrası bir bilgin olan Zhinong Wang, araştırmayı birlikte yazdı. Araştırma, yeraltı telekomünikasyon fiber optik kabloları kullanarak yüksek çözünürlüklü akustik titreşim verilerini toplayan Zhu liderliğindeki Fiber-Optik (öngörü) projesinin bir parçasıdır. Önceki araştırmalar, enerji çıkarma, şiddetli hava tahmini ve hatta Beaver Stadyumu’ndaki bir Penn State futbol oyununun puanını izleme yeteneğini göstermiştir.
