20/07/21 08:23:52 CAP_USER.net
米Googleは7月17日、光海底ケーブルを利用しておよそ2000km離れた場所で発生した地震を検知したと発表した。使用した機材は地震検知に向けた特別なものではなく、Googleが他社と協力して敷設しているデータ通信用ケーブルだという。同社はこの研究について「まだ始まったばかり」としながらも、津波検知への応用や、波形などのデータ解析に機械学習を利用するアイデアを披露するなど、期待を寄せている。
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Googleによると、光ファイバーのセンサー活用に関しては長い研究の歴史があるという。しかし、既存の技術では専用の特別な光ファイバーケーブルや専用の機器が必要で、最大でも100kmほど離れているところの異変しか検知できなかった。
通信用の光海底ケーブルは、海底に長距離に敷設されており、秒速秒速約20万kmの速度で光信号を送る。送信の途上で信号にひずみが生じるが、信号を受けた機器がデジタル信号処理で補正する。過去の研究では、受信した光信号の偏光状態の変化に注目していた。光海底ケーブルに衝撃が加わると、偏光状態が変化することが分かっていたからだ。しかし、実験に使用した光ケーブルが短く、海の浅いところを通していたため、実用的なデータが得られているとはいえなかった。
Googleの研究チームは過去の論文から、偏光状態を示す「ストークスパラメーターズ（Stokes parameters）」という4種類の値を解析することで地震を検知できるという仮説を立て、2019年末に実際の光海底ケーブルで実験を始めた。
当初は何の動きもなかったが、2020年1月28日にジャマイカで発生したマグニチュード7.7の地震を検出することに成功した。地震発生の5分後に、光信号の変化を確認したという。光海底ケーブルから実際の震源地までの距離は、最も近い点でもおよそ1500kmも離れていた。さらに、3月22日に東太平洋で発生したマグニチュード6.1の地震を検知したときは、ケーブルと震源が2000kmほど離れていた。
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研究チームは、カリフォルニア工科大学地震学研究所のゾンウェン・ザン博士に実験結果を提供した。博士はこの実験結果が確かなものであると認め、今回の実験で使用した手法で、海流の圧力の変化も検知できる可能性を示した。これが実現すれば津波の検知にも使えることになる。
現在のところ、津波を検知する機器のほとんどは海岸に設置してあるか、世界中の海中に分散している。海岸に設置してある津波検知器は、実際のところあまり役に立たない。津波を検知してから津波が来るまでの時間が短いため、周辺住民などが避難する時間を取れないからだ。そして、海中に分散している検知器は、深海における津波の速度（最大で時速800km程度）を超えて移動することはできない。
その点、光海底ケーブルは異変を検知したら光に近い速さで信号を送信できる。影響が及びそうな地域に数ミリ秒で警告を送れるのだ。ただし、この手法は現存する専用のセンサーを代替するものではなく、補完するものだとしている。具体的には、地震や津波の到来を早期に知らせるなどの形で活用できる可能性がある。
研究チームは今回の実験はあくまでもスタート地点であるとした上で、今後必要なこととして、光信号の偏光状態についてより深く研究すること、高等数学を活用してデータを解析することを挙げた。そして、データの解析、光信号の偏光状態の解析にGoogle Cloudの機械学習の機能を活用する予定だとしている。
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