SNL: ученые приспособили линии оптоволокна для наблюдений за морской вечной мерзлотой
Геофизики и климатологи из США разработали подход, позволяющий использовать уже существующие подводные линии оптоволоконной связи для ведения постоянных наблюдений за состоянием морской вечной мерзлоты, в том числе за ее температурой и порождаемыми выбросами метана. Об этом сообщила пресс-служба Сандийских национальных лабораторий (SNL).
«Одна из главных инноваций нашего проекта заключается в том, что мы научились использовать одну и ту же линию оптоволокна для замеров температуры и сбора акустических колебаний. Мы разработали систему, которая позволяет собирать оба типа данных удаленным образом, и уже получили массу интересных результатов наблюдений», — заявил научный сотрудник SNL Кристиан Стансиу, чьи слова привела пресс-служба лабораторий.
На территории Арктики, помимо сухопутных запасов вечной мерзлоты, сопоставимые по объемам отложения скрываются на дне Северного Ледовитого океана. Эти залежи содержат в себе не только останки флоры и фауны, но и большие количества клатратов, спрессованных и замороженных соединений воды и метана, которые остаются стабильными при низких температурах, высоких давлениях или их комбинации.
Об оптоволоконном климатическом мониторинге
Стансиу и его коллеги разработали подход, который позволит ученым наблюдать за температурой в этих отложениях, а также выявлять эпизоды резкого высвобождения метана в результате дестабилизации клатратов. Для этого можно использовать уже существующие линии оптоволоконной связи, которые проложены по дну Северного Ледовитого океана и приполярных регионов Атлантики и Тихого океана.
Как отмечают ученые, для получения сведений достаточно пропустить через оптоволокно два лазерных луча на разных длинах волн и проследить за тем, как будет меняться спектр их излучения по мере движения через кабель. Отслеживая сдвиги в спектре, можно вычислить температуру на дне моря, по которому проложена линия связи, а также уловить колебания, порожденные взрывообразным высвобождением метана и другими переменами в рельефе и структуре дна Северного Ледовитого океана.
Ученые проверили этот подход на оптоволоконном кабеле, который проложен у северных берегов Аляски рядом с радарной станцией Оликток. Используя линию связи, исследователи смогли измерить температуры дна Северного Ледовитого океана на расстоянии в 28-35 км от берега, открыть ранее неизвестные залежи морской вечной мерзлоты в этом регионе заполярья, а также обнаружить конусообразные скопления льда, поднимающиеся из глубин грунта.
«Подход позволяет непрерывно наблюдать за температурой грунта, что даст возможность проследить за сезонными и годичными колебаниями. Особенно интересным будет поиск необъяснимых „теплых пятен“ на дне океана, где к поверхности, вероятно, пробиваются потоки теплой воды, насыщенные углеводородами. Изучение этих подводных ключей поможет нам более точно оценить скорость потепления океана и темпы глобального потепления», — подытожила научный сотрудник SNL Дженнифер Фредерик, чьи слова привела пресс-служба лабораторий.