日本利用海底光缆测量地震：“提高预测能力”

by Jeon Jinyoung

Published 18 Aug.2023 09:28(KST)

以微米精度分析光缆运动
助力地震与海啸早期探测

随着日本推进利用铺设在海底的光缆进行地震观测的研究，日本国内外的关注度不断上升。在难以安装地震计的海底区域，通过利用既有的光缆设施即可实现地震观测，而且比陆地地震计更加精密，被寄望今后将在地震研究方面发挥重要作用。

18日，《日本经济新闻》（日经）介绍了东京大学正在推进的“光纤传感”研究。其做法是测量埋设在海底的光缆中激光的反射，通过捕捉地震发生时光缆震动所产生的微小位移来进行地震观测。研究团队称，由地震引发的光缆微小位移可精确到微米（㎛）级别。

日本防灾科学研究所在东北近海铺设的地震观测电缆。（图片由日本海洋研究开发机构提供）

应用这一技术后，日本近海海域中埋设的光纤光缆都可像地震计一样使用。以日本为例，陆地上虽然已经部署了数千台以上的地震计，但海底不仅安装困难，而且受地形限制，观测点有限，研究推进较为困难。

由于可以直接利用已经铺设的光纤，无需重新架设专门用于观测的光缆，这也是一大优势。日经报道称，考虑到迄今为止铺设的光缆规模，海底地震数据汇集的地点有望比现在增加数千倍。

自2019年起就在岩手县近海以该方式开展研究的东京大学教授 Shinohara Masanao 表示：“这种方式有助于及早捕捉地震或海啸。”不过，如何处理每天通过光缆传输而来的海量数据仍是一大课题，因为仅一天的数据量就高达数太字节（TB）。Shinohara 教授补充称：“今后将利用人工智能（AI）等手段开展更深入的分析。”

就这样，日本的地震预测技术正持续进化。日本防灾科学研究所的高级研究员 Kubo Hisahiko 开发出一种在大地震发生时，利用人工智能来预测震动情况和余震的方法。因为即便是同一规模的地震，根据地点不同，震动方式在左右、上下等方向上也会有很大差异。

防灾科学研究所让人工智能学习各个地震观测点在该地点曾经发生过的全部历史记录，从而在再次发生地震时能够预测震动情况。利用这一方法，该研究所也在开发计算余震发生概率的技术。