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仪表网 仪表研发】导读：2008年汶川地震的巨大人、财损失让地震预测、震后响应重回大众视野。2021年7月15日，汶川再次发生4.8级地震，成都等多个城市震感强烈。然而相比十三年前，地震预测和震后防范手段已然不同。其中，光纤技术是预测、快速响应地震的有力“神器”。
近日，中国科学技术大学地球和空间科学学院李泽峰特任研究员和加州理工学院詹中文教授课题组合作，利用分布式光纤阵列(简称DAS)与其他传统的地震监测技术相结合，极大地提高大地震后快速响应系统的能力。日前，相关研究成果发表在国际期刊《AGU进展》上。
光纤不仅具有数据传输的功能，还能探测周边发生的事件，包括地震最初期的底层声音。其长距离遥测、耐恶劣环境、灵敏度高、易于联网等突出优点被看作地震检测的有力手段。光纤地震监测系统是利用光纤内固有的杂质来充当虚拟
传感器，安装在光纤一端的“应答器”，向光纤内部发射激光脉冲，同时监测反射回来的光线——反向散射。当地震引起地面运动时，光纤会产生伸长和缩短，于是反向散射的时间会发生变化。
李泽峰及其他研究人员利用分布式光纤(DAS)对2019年7月6日发生在加利福尼亚州的7.1级Ridgecrest地震的余震序列进行了监测。在地震发生后的几天里，利用震源区域周围的多条预先存在的通讯
光纤电缆，迅速部署了四个DAS阵列，将总共55公里的普通城市通讯电缆转换成一个拥有6000多个地震传感器的监测网络。
科研人员将地震学中模板匹配方法应用于光纤数据，以恢复标准目录中缺失的微小地震。从增强的目录中，可以观察众多余震活动的规律，DAS在这些断层上恢复了更多事件，表明这些异常活跃的小断层可能在总体余震群中占很高比例。
作为利用城市光纤进行地震快速响应的标志案例，其建立的Ridgecrest DAS阵列，凭借在响应速度、传感器密度、实时数据传输方面的优势，极大地提高快速响应系统的能力，为后续大震后救灾提供重要的技术支持。
大地震会伴随大量余震，往往会对建筑物和基础设施造成二次危害，阻碍开展震后救灾工作。研究表明，一个大于6级的地震发生后，存在约5%概率会跟随一个更大的地震，从而加重灾害程度。因此，对余震序列的密切监测对于跟踪后续地震灾害、提高对余震规律认识至关重要。
虽然全球地震台网在大地震监测中取得了很大的成功，但它的空间覆盖不足以提供高分辨率的余震监测，而现有传统地震仪在观测密度、响应速度、实时传输无法兼顾，在震后快速响应上具有较大的局限。如何在震后快速布设密集的地震观测网，是震后监测和救灾的核心难题之一。
李泽峰的这一研究恰好解决震后的核心难题，在预防和减轻地震损失，保护人们的生命财产安全上，又迈出了一大步。
(资料来源：科技日报)
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