Cáp quang thông minh dự báo động đất và sóng thần

Trong vài tháng tới, Bồ Đào Nha dự kiến ​​sẽ ký một thỏa thuận để bắt đầu xây dựng tuyến cáp quang mới dài 3.700 km kéo dài về phía tây qua đáy Đại Tây Dương đến Madeira và Azores, gần đến điểm giao nhau dưới đáy biển.

Là một trong những loại cáp “thông minh” đầu tiên trên thế giới, không chỉ có khả năng truyền dữ liệu internet mà còn có thể giám sát đại dương phía trên và trái đất bên dưới, tuyến cáp trị giá 154 triệu euro này sẽ có thể phát hiện sóng thần gần như ở nơi chúng xuất hiện.

Trong hơn một thập kỷ, các nhà địa vật lý đã thúc đẩy các nhà khai thác viễn thông xem xét sử dụng cáp thông minh. Họ cho biết, đầu tư thêm chi phí từ 10% đến 20%, các công ty có thể tích hợp ba cảm biến đơn giản – về chuyển động dưới đáy biển, áp suất nước và nhiệt độ – vào các bộ lặp của cáp, các phần được mở rộng để khuếch đại tín hiệu quang cứ sau 70 km.

Các nhà khoa học cuối cùng đã có thể gá thêm các cảm biến vào cáp quang.

Charlotte Rowe, nhà địa vật lý tại Phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos cho biết, cho đến gần đây, rất khó để thuyết phục người vận hành lắp đặt chúng.

Ngoài tuyến cáp của Bồ Đào Nha, New Caledonia và Vanuatu ở Nam Thái Bình Dương cũng đã ký một thỏa thuận vào tháng 1 để đặt một tuyến cáp thông minh dài 375 km giữa họ và Pháp sẽ trả tiền cho các hoạt động khoa học.

Vào tháng 12 năm 2023, các nhà nghiên cứu của Viện Địa vật lý và Núi lửa Quốc gia Ý (INGV) đã đặt tuyến cáp trình diễn thông minh đầu tiên ở Biển Địa Trung Hải phía đông Sicily, nơi nó có thể theo dõi những tiếng động ầm ầm của Núi Etna.

Quỹ khoa học quốc gia Hoa Kỳ đang xem xét kết nối Nam Cực với New Zealand bằng cáp thông minh, trong khi một số nhóm đang tìm cách kết nối châu Âu với Nhật Bản dưới Bắc Cực thông qua Hành lang Tây Bắc.

Cáp thông minh đưa ra câu trả lời cho một vấn đề tồn tại từ lâu: Làm thế nào bạn có thể phát hiện các trận động đất dưới đại dương, nơi bao phủ 2/3 diện tích hành tinh? Máy đo địa chấn có thể hoạt động dưới đáy biển rất tốn kém khi triển khai, thời gian sử dụng ngắn và thường không thể truyền dữ liệu theo thời gian thực.

Cáp ngầm từ lâu đã là mục tiêu hấp dẫn của các nhà địa vật lý. Chúng cung cấp nguồn năng lượng liên tục và các luồng dữ liệu theo thời gian thực, trong khi vẫn cố định trong không gian theo thời gian—một lợi ích cho các nghiên cứu về khí hậu. Và những gã khổng lồ internet và các công ty viễn thông đã trả tiền cho họ, dù thông minh hay không.

Nhiều quốc gia lại không muốn hệ thống cáp quang "có tai mắt" vì sợ lộ vị trí tàu ngầm.

Ở cấp độ quốc gia, nhiều nước lo ngại rằng các cảm biến sẽ làm cho những phương tiện quân sự dưới nước như tàu ngầm sẽ bị phát hiện nếu như dữ liệu này được chia sẽ rộng rãi. Đến mức Liên minh viễn thông thuộc Liên hợp quốc phải thành lập một lực lượng đặc nhiệm để giám sát công tác vận hành loại cáp này.

Các công ty viễn thông tỏ ra miễn cưỡng vì sợ các cảm biến sẽ làm phức tạp quy trình quản lý phức tạp về lắp đặt cáp. Họ đặt câu hỏi về việc cấp phép có thể thay đổi như thế nào và dữ liệu cần được chia sẻ như thế nào với các lãnh thổ mà cáp đi qua.

Điều đó khiến việc lắp đặt cáp thông minh rơi vào một vũng lầy. Nhưng hiện nay các chính phủ như Bồ Đào Nha và New Caledonia đã bắt đầu yêu cầu cáp phải thông minh.

Patrick Heimbach, nhà hải dương học tại Đại học Texas ở Austin, cho biết cáp thông minh sẽ mang lại những phần thưởng khoa học khác. Chúng sẽ giúp theo dõi tốc độ nóng lên của nước biển sâu do biến đổi khí hậu, cũng như những thay đổi của dòng hải lưu quy mô lớn, lấy nhiệt và carbon dioxide từ bề mặt và lưu trữ dưới vực thẳm.

Các cảm biến cũng có thể tinh chỉnh hình ảnh về mực nước biển dâng, được định hình cục bộ bởi sự thay đổi dòng chảy và dịch chuyển dưới đáy biển, cũng như sự giãn nở nhiệt của chính nước và băng tan.