日本科研团队成功将现有的海底通信光缆转化为巨型地震传感器,利用总长达5700公里的缆线网络,实现了对地震波和海啸的超前探测。这项技术不仅提升了灾害预警的时效性,更展示了通信基础设施在防灾减灾领域的巨大潜力。
该技术的核心在于“分布式声学传感”(DAS)系统。通过向光纤中发射激光脉冲,当海底发生震动导致光纤发生微小形变时,部分光线会因瑞利散射返回。科学家通过分析这些反射信号,将单根光缆转化为数千个虚拟地震仪,从而以米级分辨率实时捕捉海底震动。
日本地处环太平洋火山地震带,太平洋板块与欧亚板块的剧烈碰撞使得南海海槽区域频发特大地震。自2022年起,日本投入巨资建设了这套覆盖150个监测站的海底网络,旨在弥补传统点式地震仪在深海监测中的盲区。与传统设备相比,DAS系统无需在深海重复铺设昂贵设备,即可实现连续、大范围的覆盖,有效解决了深海监测成本高、覆盖难的问题。
在实际应用中,日本海洋研究开发机构(JAMSTEC)等机构已将光缆数据接入国家预警系统。该系统能优先捕捉传播速度较快的P波,从而在破坏性更强的S波和海啸到达前,为沿海地区争取到约20分钟的紧急疏散时间。在2025年和2026年的几次地震中,这套系统成功触发了列车停运和沿海疏散指令,显著提升了应急响应效率。
除了地震监测,这套系统还能同时追踪海洋洋流、船舶噪音及鲸鱼活动,极大地拓展了海洋科学的研究边界。尽管DAS技术无法完全替代陆地上的传统地震仪,但其与浮标、卫星及陆地监测站形成的立体网络,已成为日本应对海洋灾害的坚实防线。
对于中国而言,作为全球光纤网络最发达的国家之一,借鉴日本经验将通信光缆升级为“感知网络”具有极高的战略价值,特别是在沿海地震带和深海资源监测领域,这种“一网多用”的模式有望大幅降低监测成本并提升国家韧性。
