Eine ,lange Leitung' als neues Hilfsmittel der Seismologie

Glasfaserkabel, die bereits für Telekommunikation verwendet werden, lassen sich zu Seismometern umfunktionieren. Tests auf Island haben gezeigt, dass die Kabel Hammerschläge registrieren. Foto: P. Jousset/GFZ

Die Forschenden schickten Laser-Lichtpulse durch einen 15 Kilometer langen Glasfaserstrang innerhalb eines ganzen Bündels von Leitungen und analysierten die ankommenden Lichtwellen. Das Kabel verläuft seit 1994 auf der isländischen Reykjanes-Halbinsel als Teil des dortigen Telekommunikationsnetzwerkes.

Es überquert dabei eine bereits bekannte geologische Bruchzone an der Nahtstelle zwischen der amerikanischen und der eurasischen Kontinentalplatte. Zusätzlich hatte das internationale Team ein dichtes Netzwerk von Seismographen installiert, um die Daten miteinander abzugleichen.

Die Resultate überraschten selbst Fachleute: „Unsere Messungen per Glasfaberkabel bildeten den Untergrund weitaus genauer als je zuvor ab und lieferten Signale von Punkten alle vier Meter“, berichtet Philippe Jousset, „so dicht ist kein Netzwerk von Seismographen“.

Als der Forscher im Jahr 2016 erste Ideen auf mehreren Konferenzen vorstellte, hieß es, das Verfahren sei ein „Game Changer“ für die Seismologie – liefere also eine völlig neue Qualität von Daten. Zwar ist die Verwendung von Glasfaserkabeln für andere Anwendungen als solches nicht neu, sie werden seit Jahren in Bohrlöchern zur Überwachung der Ölexploration eingesetzt, aber das Team unter der Leitung des GFZ ist das erste weltweit, das seismologische Messungen entlang der Oberfläche und über solch weite Entfernungen vornahm.

In der vorgestellten Studie konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nicht nur die bereits bekannte geologische Störung im Untergrund mit höherer Genauigkeit als bisher abbilden. Sie fanden darüber hinaus Hinweise auf eine weitere, bisher unbekannte Bruchzone im Untergrund. Außerdem deuten die Ergebnisse darauf hin, dass auch langsame Bodenverformungen aufgezeichnet werden, die mehrere Minuten andauern.

Kleinere Erdbeben, wie sie auf Island häufig vorkommen, sowie Erschütterungen des Meeresbodens und Wellen, die von weit entfernten Beben stammten, zeichnete die „Messkette“ im Lichtleiter ebenfalls auf. „Alles, was wir brauchen, ist eine einzelne Faser in einem Kabelstrang“, erläutert Charlotte Krawczyk, Direktorin des GFZ-Departments Geophysik.

Die Vorteile seien enorm: Bereits jetzt verlaufen kreuz und quer über den Globus unzählige Glasfaserleitungen für die Telekommunikation und täglich kommen neue hinzu. Insbesondere unter großen Städten – so genannten Mega-Cities – gibt es bereits viele Kabel, die man für Messungen nutzen könnte.

„Angesichts der Erdbebengefahr, die es in zahlreichen Ballungsräumen wie San Francisco, Mexico City, Tokio oder Istanbul und vielen anderen gibt, stellt unsere Methode eine kostengünstige und flächendeckende Ergänzung zu bestehenden Erdbebenmessgeräten dar“, sagt Charlotte Krawczyk. Weitere Untersuchungen sollen nun zeigen, ob man auch Tiefseekabel für solche Messungen nutzen kann.

Die Forscherinnen und Forscher aus Potsdam sind zuversichtlich, damit dann nicht nur Seebeben und Bewegungen der Kontinentalplatten zu erfassen, sondern auch Daten zu Änderungen des Wasserdrucks zu gewinnen. Damit würde dann neben der Seismologie zusätzlich die Ozeanographie von dem Verfahren profitieren.

https://youtu.be/qHJNk5JKiow – Kurzes Video von Tests auf Island mit Hammerschlägen, die von Geofonen und dem Glasfaserkabel registriert wurden.

Media Contact

Josef Zens Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften

Die Geowissenschaften befassen sich grundlegend mit der Erde und spielen eine tragende Rolle für die Energieversorgung wie die allg. Rohstoffversorgung.

Zu den Geowissenschaften gesellen sich Fächer wie Geologie, Geographie, Geoinformatik, Paläontologie, Mineralogie, Petrographie, Kristallographie, Geophysik, Geodäsie, Glaziologie, Kartographie, Photogrammetrie, Meteorologie und Seismologie, Frühwarnsysteme, Erdbebenforschung und Polarforschung.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreib Kommentar

Neueste Beiträge

Durch maschinelles Lernen Stoffklassen erkennen

Bioinformatiker der Friedrich-Schiller-Universität Jena haben gemeinsam mit Kollegen aus Finnland und den USA eine weltweit einmalige Methode entwickelt, bei der alle Metaboliten in einer Probe berücksichtigt werden können und sich…

Fingerkuppen-Sensor mit Feingefühl

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM) und der Universität Tokyo haben einen ultradünnen Mess-Sensor entwickelt, der wie eine zweite Haut auf der Fingerkuppe getragen werden kann. Dadurch bleibt…

Harzer Stausee drohen italienische Wassertemperaturen

Die Rappbodetalsperre im Harz ist die größte Trinkwassertalsperre in Deutschland und beliefert rund 1 Mio. Menschen mit Trinkwasser. Der Klimawandel könnte nun dafür sorgen, dass die Wassertemperaturen in dem Stausee…

By continuing to use the site, you agree to the use of cookies. more information

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close