Optikai kábelek a permafroszt vizsgálatában
Az optikai kábeleket ma már használják geológiai mérésekhez, nemrég egy újabb vizsgálatra találták alkalmasnak.
Bolygónkat ma már keresztül-kasul hálózzák azok az optikai kábelek, amelyeken többek közt az internetes adatforgalom zajlik. E kábelek tulajdonságai alapján lehet arra a környezetre, a környezet változásaira következtetni, amelyben visz az útjuk. A kábelben lézerfény utazik (ez szállítja az információkat), és ha a kábelt valamilyen külső hatás éri, az befolyásolja a fény terjedését. Legyen szó mechanikai hatásról (pl. földrengés vagy hangok hullámai) vagy más fizikai tulajdonságról (pl. hőmérséklet-változás), a kábelen futó fény mérése révén ezekről információkat tudunk gyűjteni.
Egy új kutatásban, amelyről a Sandia Nemzeti Laboratórium számolt be, azt a lehetőséget vizsgálták meg, hogy vajon a sarkvidéken a permafroszt állapotát miként lehet kiolvasni az ott futó optikai kábelekből.
A kutatók Alaszka partja mentén lefektetett tenger alatti kábelen végeztek méréseket. Ha két hullámhosszon vizsgálják a fény terjedését, akkor ezekből kiszámítható, hogy milyen hőmérsékletek uralkodnak a kábel egyes szakaszai mentén. Ha pedig több hullámhosszt mérnek, akkor a tengerfenék szerkezetéről kaphatnak információkat, mintegy 4,5 km mélységig. Ezek az adatok együttesen már elég sokat elárulnak a permafroszt állapotáról.
A módszerrel megtalálták a tengerfenék alatt mintegy 400 méterrel az örök fagy rétegét, és találtak egy másik, jégben gazdag területet, valószínűleg egy tenger alatti pingót is a kábel közelében.
A permafrosztra leginkább úgy gondolunk, mint a szárazföld jelenségére, azonban érdemes figyelembe venni, hogy ez jégkori maradvány. A jégkorban jóval alacsonyabb volt a tengerszint, és így sok, mára tenger alá került terület ekkor még szárazulatként ugyanúgy megfagyott, mint a mai sarkvidéki szárazföldek. Ennek köszönhetően ma is találhatunk permafrosztot, a partoktól nem túl távoli, sekélyebb tengerek alatt.
A vizsgálatok célja hosszú távon az, hogy megismerjék az évről évre, évszakról évszakra bekövetkező változásokat. „Leginkább a megmagyarázhatatlan meleg pontokat keressük. Reményeink szerint megláthatjuk azokat a foltokat, ahol a tengerfenék szivárog, hasonlóan a szárazföldek forrásaihoz. Ezek amiatt érdekesek, mert olyan, szénben gazdag oldatok jutnak ki általuk, amelyek a mélyben lejátszódó melegedésre, átalakulásra utalnak” – magyarázta Jennifer Frederick, a kutatás résztvevője.
A kutatók távolról képesek begyűjteni az adatokat, vagyis nem kell emiatt Alaszkába utazniuk sem. A rendszer kialakításának első évében a hőmérsékleti érzékelést kellett beállítani, ehhez a kábel egy szakasza mentén szenzorokkal is végeztek hőmérsékletméréseket. A kalibráció része volt az is, hogy olyan számítógépes modellt készítettek, amellyel az évszakos változásokat lehetett beszámítani a mérésekbe.
Jelenleg a kábel segítségével a partoktól 30-42 km távolságig látják a tengeraljzat viselkedését, ám bíznak abban a kutatók, hogy a módszer finomításával még nagyobb távolságba fognak ellátni.