Tsunami-Warnung ohne Aufwand: Vorhandene Datenkabel können im Meer Erdbeben messen

Seismometer sind am Meeresgrund Mangelware, weil sie viel Geld kosten und sich nur mit großem Aufwand verlegen lassen. Trotzdem besteht ein hoher Bedarf nach diesen Sensoren, um einige der aktivsten Erdbebengebiete der Erde zu überwachen und bei einem sich anbahnenden Tsunami rechzeitig Vorkehrungen zu treffen. Ein Forscherteam aus Kalifornien fragte sich nun, ob die bereits vorhandene Infrastruktur zur Erdbebenüberwachung taugte – und untersuchte die Bewegungen von Datenkabeln im Ozean.

Von David Rydevik (email: <span class=“nowrap“>david.rydevikgmail.com</span>), Stockholm, Sweden. – Originally at <a href=“https://sv.wikipedia.org/wiki/Bild:Davidsv%C3%A5gfoto.JPG“ class=“extiw“ title=“sv:Bild:Davidsvågfoto.JPG“>Bild:Davidsvågfoto.JPG</a>., Gemeinfrei, Link

Das Tiefseekabel »Curie« als Forschungsgegenstand

Glasfaserkabel spannen sich rund um die Welt, alle Kontinente sind durch sie miteinander vernetzt. Eines von ihnen ist 10.000 Kilometer lang und zieht sich von Los Angeles bis nach Valparaiso in Chile. Das Tiefseekabel, das in durchschnittlich 4.000 Metern Tiefe ruht, hat sogar einen eigenen Namen: Curie. Dort, wo es langläuft, befindet sich zufällig auch eine der gefährlichsten Erdbebenregionen dieser Erde. Zhongwen Zhan, der mit seinen Kollegen am California Institute of Technology in Pasadena beschäftigt ist, nahm die optischen Datensignale dieses Kabels genauer unter die Lupe. Zwischen Dezember 2019 und September 2020 stellte er so tatsächlich 20 mittelstarke Erdbeben fest, ohne dafür weitere Sensoren zu nutzen.

Eine Veränderung der Polarisation bedeutet: Bewegung!

Die Geophysiker veröffentlichten ihre Erkenntnisse in der Fachzeitschrift »Science«. Dort berichten sie davon, wie sie die Polarisation der Lichtwellen analysierten. Glasfaserkabel transportieren vertikale und horizontale Wellen zugleich, während kleine Unsauberkeiten im Material für unterschiedlich starke Brechungen sorgten. Dieser Effekt verändert sich mit der Temperatur und bei Bewegung. Am Meeresgrund bleibt die Temperatur jedoch weitgehend gleich, und so war es klar, dass eine Veränderung der Polarisation eine minimale Bewegung der Kabel bedeutete. Lageveränderungen von nur einem Zehntelmillimeter ließen sich auf diese Weise beobachten.

Auch sich aufbauende Tsunami-Wellen ließen sich anhand der Datensignale erkennen, die in diesem Fall aus 2.000 Metern Tiefe kamen. Auslöser war das starke Erdbeben in der Nähe der mexikanischen Stadt Oaxaca am 23. Juni 2020. Wir haben also bereits zahlreiche Früherkennungssysteme installiert, ohne es zu wissen. Jetzt müssen wir sie nur noch nutzen.