光纤传感器可能彻底改变火山爆发的早期探测方法
摘要：
光纤网络持续在为全球绝大多数互联网流量提供动力，但它们还可以用来开发极其精确的基于光的传感器，使研究人员和当局能够研究——并可能预防——火山活动最具破坏性的后果。
加州理工学院的研究人员与冰岛科学家合作，开发了一种利用光纤作为传感器探测火山喷发的新方法。该国际团队创建了一个分布式声学传感（DAS）系统，并在冰岛火山活跃的雷克雅内斯半岛测试了其有效性。
该地区以其频繁的火山活动而闻名，其特点是广阔的熔岩原和地下岩浆流。近年来，该地区发生了数次火山喷发，其中一些对附近城镇构成了严重威胁。得益于新的DAS技术，冰岛这片崎岖地区的居民可能在熔岩喷发前提前30分钟收到预警。
2023年11月10日，雷克雅内斯半岛遭遇大规模岩浆侵入事件后，研究人员在10天内铺设了一条100公里长的光纤电缆。DAS系统通过闲置的地下光纤线路发送激光脉冲。当振动（例如岩浆运动引起的振动）穿过电缆时，会引起激光的细微相位变化。研究人员可以检测和分析这些变化，从而识别地震活动。
该系统使用的100公里光纤电缆可以有效取代数千个传统地震传感器组成的线性阵列。DAS系统极其精确，能够探测到岩浆从地下深处岩浆房膨胀、流动并推挤地壳时产生的毫米级地面变形。据研究人员称，这项技术的分辨率远高于传统的GPS或卫星成像方法。
DAS系统在一年的时间里收集了地下岩浆运动的数据，研究团队随后利用这些信息开发了雷克雅内斯半岛火山活动的初步预警系统。该系统旨在火山爆发前30分钟至数小时向公众发出警报。
该研究的主要作者李家轩表示，DAS 在科学研究和公共安全方面都具有宝贵的应用价值。该系统使科学家能够更有效地监测岩浆侵入事件，同时也为雷克雅内斯半岛的居民提供即将发生火山喷发的关键预警。
