As redes de fibra óptica continuam a alimentar a grande maioria do tráfego mundial da Internet, mas também podem ser utilizadas para desenvolver sensores baseados em luz extremamente precisos, permitindo aos investigadores e às autoridades estudar - e potencialmente prevenir - as consequências mais devastadoras da actividade vulcânica.

Pesquisadores da Caltech, trabalhando com cientistas na Islândia, desenvolveram uma nova maneira de detectar erupções vulcânicas usando fibras ópticas como sensores. A equipe internacional criou um sistema de detecção acústica distribuída (DAS) e testou sua eficácia na península vulcanicamente ativa de Reykjanes, na Islândia.

A área é conhecida pela sua frequente atividade vulcânica, caracterizada por vastos campos de lava e fluxos subterrâneos de magma. A área sofreu várias erupções vulcânicas nos últimos anos, algumas das quais representaram uma séria ameaça para cidades próximas. Graças à nova tecnologia DAS, os residentes desta parte acidentada da Islândia poderão receber até 30 minutos de aviso antes da erupção de lava.

Em 10 de novembro de 2023, depois que a Península de Reykjanes encontrou um evento de intrusão de magma em grande escala, os pesquisadores instalaram um cabo de fibra óptica de 100 quilômetros de comprimento em 10 dias. Os sistemas DAS enviam pulsos de laser através de linhas subterrâneas de fibra óptica não utilizadas. Quando vibrações, como as causadas pelo movimento do magma, passam pelo cabo, causam mudanças sutis de fase na luz do laser. Os pesquisadores podem detectar e analisar essas mudanças para identificar atividades sísmicas.

O sistema utiliza 100 quilômetros de cabos de fibra óptica que podem substituir efetivamente um conjunto linear de milhares de sensores sísmicos tradicionais. O sistema DAS é extremamente preciso e pode detectar deformações do solo em escala milimétrica à medida que o magma se expande, flui e empurra a crosta terrestre a partir de câmaras de magma nas profundezas do subsolo. Segundo os pesquisadores, a resolução da tecnologia é muito superior à dos métodos tradicionais de GPS ou de imagens de satélite.

O sistema DAS coletou dados sobre o movimento do magma subterrâneo ao longo de um ano, e a equipe de pesquisa usou então essas informações para desenvolver um sistema de alerta inicial para atividade vulcânica na Península de Reykjanes. O sistema foi projetado para alertar o público 30 minutos a horas antes da erupção de um vulcão.

    Li Jiaxuan, principal autor do estudo, disse que o DAS tem aplicações valiosas tanto na pesquisa científica quanto na segurança pública. O sistema permite que os cientistas monitorem de forma mais eficaz os eventos de intrusão de magma, ao mesmo tempo que fornece aos residentes da Península de Reykjanes um aviso crítico sobre erupções vulcânicas iminentes.