Annonse
Fiberkabler som kan måle jordskjelv, kan også fange opp samtaler
Men bare under spesielle omstendigheter, viser forskere.
Publisert
Kan fiberoptiske kabler i bakken brukes til spionasje?
Jordskjelv måles vanligvis med et seismometer, et apparat som er basert på et lodd montert i et fjærende oppheng eller på en pendel.
Det finnes også andre måter å måle rystelser i bakken. Flere tester nå ut å bruke optiske fiberkabler, samme type kabler som gir oss internett-tilgang. Teknologien kalles Distributed Acoustic Sensing (DAS).
Det er basert på at lys farer gjennom optiske fiberkabler. Det er små urenheter i kablene. Når det skjer et jordskjelv, strekkes de ørlite og lyset bruker litt lengre tid på å reise mellom to urenheter eller punkter.
Dette registreres av et apparat som kalles en interrogator.
Forskningsinstituttet NORSAR, som spesialiserer seg på seismologi, har et testanlegg i Løten der de måler hvor godt fiberkabler registrerer jordskjelv og andre rystelser sammenlignet med seismometre.
Flere land har lignende prosjekter. Fiberkablene kan være svært følsomme måleinstrumenter. De kan til og med fange opp vibrasjonene fra en samtale, skriver tidsskriftet Science i en nyhetssak.
Mest lest
Kunne registrere prating
Science rapporterer om funn som nylig ble presentert på generalforsamlingen for European Geosciences Union.
Jack Lee Smith, geofysiker University of Edinburgh og kolleger, har testet om fiberkabler kan fange opp lydbølgene fra en samtale.
De brukte kabler som er lagt ned for å studere kysterosjon og satte opp en høyttaler som spilte av musikk og prating.
For de lavere frekvensene kunne forskerne umiddelbart se at systemet fanget opp lydbølger, skriver Science. De høyere frekvensene krevde litt prosessering å få frem.
Ved hjelp av et fritt tilgjengelig transkriberingsverktøy kunne dataene oversettes til ord.
Men det var kun ved spesielle omstendigheter at kablene kunne fange opp tale. Kabelen var kveilet og høyttaleren stod høyst fem meter unna. Hvis kabelen lå mer enn 20 centimeter under jord, kunne man ikke tyde ordene.
Forskningen viser likevel at det kan oppstå personvernutfordringer, mener Smith.
Bruker fiberkabler for å oppdage skred
Antoine Turquet jobber i NORSAR og forsker på registrering av rystelser med fiberkabler.
Ved instituttet tester de blant annet å bruke kabler langs veier for å overvåke snøskred.
Annonse
Det er nokså enkelt å konvertere slike data til lyd, forteller Turquet. Han spiller av klipp fra Holmbuktura i Troms, der det er lagt ned fiberkabler som registrerer skred.
På lydklippet hører vi noen ukjente klikkelyder, en svisj-lyd som er skred som raser ned og over veien og så et helikopter. Dette er målt med fiberkablene som så er konvertert til lyd.
(Illustrasjonsbilde: My Good Images / NTB)
– Det er ikke helt det samme som å høre at noen snakker, men det gir en tanke om at hvis du kan høre vibrasjoner som dette, kan man også høre andre ting.
I det neste klippet hører vi en brøytebil som fjerner snøen etter skredet.
(Illustrasjonsbilde: ungvar/ NTB)
NORSAR har gjort tester langs flere veistrekninger i Norge og jobber nå med å kommersialisere teknikken med å overvåke skred.
Jordskjelv og lyd
Turquet og kolleger skal snart publisere en studie fra testanlegget NORFOX i Løten, som viser ulike typer hendelser som er registrert, som jordskjelv og sprenging i et steinbrudd.
– Vi fanger både signalene som reiser gjennom jorden, og de du kan høre, akustiske bølger.
De har for eksempel registrert signaler fra torden, fly og helikopter. Under er signalene fra da et helikopter fløy over NORFOX, konvertert til lyd.
(Illustrasjonsbilde: Attapol Yiemsiriwut / NTB)
– Ville et seismometer også fanget opp disse vibrasjonene?
– Ja, men siden du med DAS har en lang kabel, så kan du øke styrken på signalet bedre.
Det blir som å ha mange seismometre på en lang rekke.
Annonse
Kan se om noen går i bakgården
Ved NORSAR utenfor Lillestrøm er det et lite testanlegg i kjelleren. I bakgården er det gravd ned forskjellige typer fiberkabler i tre grøfter med ulikt materiale: sand, grus og betong.
Et dunk i veggen sender nok vibrasjoner ut i bakgården til at det dukker opp signaler fra alle grøftene på en stor skjerm i rommet.
– De er veldig sensitive. Du kan se om noen går i bakgården, sier Guro Svendsen, som også forsker på DAS-teknologi ved NORSAR.
Antoine Turquet demonstrerer ved å spasere ut. Skrittene ses som gule flekker på blå bakgrunn. Guro Svendsen kan raskt lese av hvor raskt han gikk, 5,4 kilometer i timen.
– Når noen går, får du et signal for noe som beveger seg sakte bortover, mens et jordskjelv vises over hele kabelen samtidig.
Svendsen og Turquet prøver å lage et miniskjelv ved å hoppe synkront. Som forventet dukker det opp et signal på alle kablene samtidig.
Hva med snakking, kan optiske fiberkabler fange opp det?
Vel, på en måte. Svendsen tar frem en spole hvor fiberkabelen er kveilet opp i en beholder.
– Alle målepunktene er veldig nære hverandre, og den er nå veldig sensitiv for lydsignaler, sier hun.
– Hvis jeg nå snakker til boksen, ser du at lyden av stemmen min dukker opp på skjermen. Du kan også se at frekvensene ligger mer i det hørbare området.
Disse frekvensene kan ganske enkelt overføres tilbake til lyd, sier hun.
Annonse
Det går også an å fange opp lyden av prating bare med en fiberkabel som er surret rundt noe, som en plastflaske. Plutselig fungerer plastflaska litt som en mikrofon.
Ikke bekymret for personvernet
Ute er det kummer for tilgang til kablene.
– Her ligger det ofte spoler og slikt, så slike kummer kan fungere litt som en mikrofon, sier Svendsen.
Bør en være bekymret for personvernet hvis fiberkabler i større grad tas i bruk for å overvåke veier og annet rundt om i Norge?
– Jeg ville ikke vært bekymret for å gå langs en vei og snakke, men hvis du skal ha en veldig spesiell samtale, så kanskje ikke gjør det oppi en kum med kabler, sier hun.
Det er heller ikke slik at hvem som helst bare kan koble seg til fibernettet med en interrogator.
Turquet sier at slik han forstår forskningen som er omtalt hos Sciene, må fiberkabelen være kveilet opp for å fange opp samtaler.
– En må registrere høye frekvenser, og dataene må prosesseres i etterkant. Det er mulig, men en må legge inn en del arbeid for å få det til.
Hvis du skal spionere, trenger du ikke å gå igjennom så mye trøbbel, sier Turquet.
– Du kan bare bruke en liten mikrofon for å ta opp hva folk sier.
Det ville vært mye lettere, istemmer Svendsen.
Har potensial for å brukes i forsvarssammenheng
Annonse
Når det er sagt, tror Svendsen likevel at DAS er av interesse i forsvarssammenheng.
– Da kanskje i hovedsak for å beskytte eget territorium, ikke for å spionere på andre.
En kan for eksempel for å overvåke om noen går over en grense eller befinner seg i nærheten av en militær installasjon.
Antoine Turquet viser til demonstrasjonen der han gikk i bakgården. Man kunne se i hvilken fart og retning han gikk.
– Hvis du får høy nok presisjon, kunne du sett hvor mange mennesker som gikk, og om det også var kjøretøyer til stede, sier Turquet.
Om det bare er et lite anlegg eller en port man ville beskytte, er det mindre hensiktsmessig å bruke DAS, sier Guro Svendsen.
– Men hvis jeg vil vite om mennesker beveget seg over en lang grense, i skogen for eksempel, blir det noe annet.
Økende interesse
I Ukraina er det brukt fiberoptiske kabler for å overvåke krigshandlinger, ifølge NORSAR.
Et annet bruksområde for teknologien kan være å følge med langs toglinjer, sier Svendsen. En kan se om dyr har forvillet seg innenfor gjerdet. Eller en kan bruke eksisterende kabler langs veier for å følge med på trafikk, ras eller skred.
DAS kan også brukes i geoforskning, for å oppdage lekkasjer i vannrør eller for å registrere jordskjelv.
– DAS- teknologien utvikler seg raskt, sier Svendsen.
Den har eksistert i flere år, men var lenge kun brukt av petroleumsselskaper.
– Nå har alle miljøer innen geofysikk en gruppe som jobber med DAS, sier Turquet.
LES OGSÅ
Opptatt av naturvitenskap og verdensrommet?
Ikke bli et fossil, hold deg oppdatert på dyr, planter, verdensrommet og mye mer mellom himmel og jord med nyhetsbrev fra forskning.no.
