Technik Schweizer Forscher wandeln Glasfasernetz in Erdbebensensor um

Mit dem Glasfasernetz lassen sich Erdbeben und Tsunamis vorhersagen. Das haben Forschende der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich (ETH Zürich) und des Eidgenössischen Instituts für Metrologie (Metas) herausgefunden.

Keystone-SDA, ceel, sda

23.11.2023, 09:52

SDA

Diese kostengünstige Methode erlaube die genaue Messung von Erdbeben am Ozeanboden oder in Ländern, denen das Geld für ein ausreichend dichtes Messnetz fehle, teilte die ETH Zürich am Donnerstag mit.

Dafür verwendeten sie laut der Hochschule die sogenannte Active Phase Noise Cancellation (PNC) der Glasfaserkabel. Diese funktioniert weitgehend ähnlich, wie das Noise-Cancelling bei Kopfhörern. Da nehmen Mikrofone die Aussengeräusche auf, und speisen praktisch in Echtzeit ein Gegensignal ein. Dieses macht die Geräusche von aussen unhörbar.

Bei Glasfasern, die Lichtssignale übertragen, entsteht der «Lärm» dadurch, dass die Fasern durch Bewegungen der Erdoberfläche leicht verformt werden. Dies wiederum führt zu einem sogenannten fotoelastischen Effekt, der die Lichtgeschwindigkeit in der Faser minimal schwanken lässt. Das verändert die Frequenz der Lichtsignale um einen winzigen Faktor, der dann durch PNC korrigiert wird.

Getestet zwischen Basel und Bern

Aus diesen Daten der PNC können Forschende Erdbeben ablesen. Die Daten müssen dafür nur gespeichert werden, wie es von der ETH Zürich hiess. Dazu braucht es laut der Hochschule weder zusätzliche Geräte noch teure Infrastruktur.

Getestet haben die Forscherinnen und Forscher die Methode am 123 Kilometer langen Glasfaserkabel zwischen Basel und Bern während eines Erdbebens der Magnitude 3,9. Dabei konnten sie jede Welle des Erdbebens detailliert nachvollziehen, wie aus den im Fachblatt «Scientific Reports» publizierten Daten hervorgeht. Eine Modellierung des Bebens entsprach äusserst exakt den Messungen des Schweizerischen Erdbebendienstes.

Diese exakte Übereinstimmung zeigt laut der ETH, dass sich mit den PNC-​Daten sowohl der Ort als auch die Tiefe und Stärke eines Bebens mit hoher Genauigkeit bestimmen lassen.