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横跨地球的120多万公里光纤电缆(Fibre Internet)承载着全世界的电话、互联网信号和数据。但今年夏天，研究人员首次在斯瓦尔巴群岛西海岸通过光纤电缆探测到蓝鲸和长须鲸发出的怪异声音。
现在，研究人员想要窃听更大的野兽——地球本身。
挪威科技大学(NTNU)电子系统系教授、地球物理预测中心主任Martin Landrø表示，将全球光纤网络与现有的遥感系统(如卫星)相结合，可以创建一个低成本的全球实时监测网络。
他说:“这可能是一个改变海洋-地球科学游戏规则的全球天文台。”Landrø是一篇关于这种系统如何工作的文章的主要作者，该文章发表在《科学报告》上。
一根头发直径的纤维的微小变化
光纤电缆并不是什么新鲜事。它们可能携带着你的电脑正在解码的信息，所以你可以阅读这篇文章。
然而，改变的是可以从这些网络中提取信息的工具。我们讨论的工具有一个相当令人担忧的名字——审问器。
审问器可以连接到光纤电缆网络，通过电缆发送光脉冲。每当声波或实际的波撞击水下电缆时，纤维就会弯曲，只是一点点。
挪威科技大学的研究人员现在从朗伊尔城和斯瓦尔巴群岛的Ny-Ålesund之间的光纤电缆获得了实时数据流。这段短视频显示了一条长须鲸在电缆上巡航。视频底部中间出现又消失的黄色“图像”实际上是鲸鱼发声频率的记录，为20赫兹。这是长须鲸发声的典型频率，这也是研究人员如何识别它的原因。
Landrø说:“我们可以非常精确地测量纤维的相对拉伸。”“这项技术已经存在很长时间了。但在过去的五年里，它已经向前迈出了一大步。所以现在我们可以用它来监测和测量距离达100到200公里的声音信号。所以这就是新事物。”
Landrø的团队——包括来自Sikt、挪威教育和研究共享服务机构和阿尔卡特挪威海底网络(AS)的研究人员，他们提供了审讯人员，在斯瓦尔巴群岛最大的定居点朗伊尔城和Ny-Ålesund之间使用了120公里长的光纤电缆，Ny-Ålesund是群岛中最大岛屿西南海岸的研究前哨。他们在2020年对电缆进行了44天的监测，并统计了800多次鲸鱼的发声。
Sikt国家R&E网络负责人Olaf Schjelderup在早些时候的一篇关于监测项目的文章中说:“经过5年的规划和前期工作，朗伊尔城和Ny-Ålesund之间的光纤电缆于2015年投入生产，主要由我们的部门资助，旨在为研究界和Ny Ålesund的大地测量站提供高弹性通信能力。”Schjelderup也是这篇新论文的合著者之一。
他说:“DAS传感和鲸鱼观察实验显示了这种光纤基础设施的全新用途，从而产生了出色而独特的科学。”
技术是好的，但范围仍然是一个限制。Landrø说，希望随着技术的进步，情况会变得更好。
Landrø说:“虽然目前的审讯机还不能感知长光纤电缆中通常使用的中继器以外的信息，但这项技术发展非常迅速，我们预计很快就能克服这些限制。”
船只，地震，还有奇怪的波浪
在探测鲸鱼叫声的过程中，研究人员还能够探测到经过或靠近电缆的船只，一系列地震，以及一种奇怪的波浪模式，他们最终意识到这是由于遥远的风暴造成的。
Landrø说，这些测量足够精确，他们可以将测量结果与每个发生过的确切事件联系起来，包括阿拉斯加的一次大地震。
“当然，我们看到了很多船只往来，也看到了很多地震，其中最大的一次发生在阿拉斯加，”他说。“这是一个大事件，我们在120公里的每个频道(有线电视)都看到了它。我们还发现，我们可以探测到遥远的风暴。”
该系统能够探测船舶的一个例子涉及Norbjørn号，这是一艘普通货船，它在距离朗伊尔城约86.5公里处穿过光纤电缆。研究人员能够通过电缆上的航迹估计船舶的航速，然后可以用船舶的自动识别系统(AIS)航迹进行验证。
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