Glasfaser warnt vor Vulkanausbrüchen: Frühwarnsystem auf Island erfolgreich getestet

In der Erde und am Grund der Meere liegen Millionen Kilometer Lichtwellenleiter (LWL), auch Glasfaserkabel genannt. Dass sie gigantische Datenmengen ruckzuck übertragen können ist bekannt. Dass man sie auch für andere Zwecke wie die Prognose von Erdbeben, Tsunamis und, wie es jetzt geschieht, von Vulkanausbrüchen nutzen kann, weniger. Ein Team um Zhongwen Zhan, Professor für Geophysik am California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena und Direktor des dortigen seismologischen Labors, hat das jetzt gemeinsam mit Kollegen aus Island bewiesen. Die Forscher haben einen Vulkanausbruch auf der Halbinsel Reykjanes an der Südwestküste Islands vorhergesagt, einer der bevölkerungsreichsten Regionen des Landes und zugleich eine der vulkanisch aktivsten. Die Vorwarnzeit lag bei rund 30 Minuten, Zeit genug also, um gefährdete Menschen und Tiere in Sicherheit zu bringen. Zhan hält noch längere Vorwarnzeiten für machbar.

100 Kilometer langer Sensor

Gemeinsam mit dem Telekommunikationsunternehmen Ljósleidarinn in Islands Hauptstadt Reykjavik rüstete Zhans Team ein etwa 100 Kilometer langes Glasfaserkabel, das die Halbinsel durchzieht, für die Messung um. „Die Installation verlief extrem schnell“, sagt Jiaxuan Li, der bei Zhan am Caltech promoviert hat und jetzt als Assistenzprofessor an der University of Houston in Texas tätig ist. “Es dauerte nur zehn Tage. Etwa einen Monat später haben wir mit unserem System die erste Eruption vorhergesagt.“

Tausende Sensoren erfassen Vibrationen

Das Verfahren nennt sich Distributed Acoustic Sensing (DAS, etwa verteilte akustische Sensorik). In den LWL wird kontinuierlich Laserleicht eingeleitet, das am Ende analysiert wird. Ist seine Beschaffenheit genauso wie bei der -einspeisung ist keine Gefahr durch einen Vulkan in Sicht. Wenn aber eine so genannte Phasenverschiebung des Lichts auftritt, herrscht Alarmstufe Rot. Diese Verschiebung passiert, wenn der LWL in Vibrationen versetzt wird, wie sie im Vorfeld eines Vulkanausbruchs in der Erde auftreten. Der LWL ist gewissermaßen eine Aneinanderreihung von tausenden Sensoren, die die Vibrationen akribisch erfassen.

Zuvor schon haben Schweizer Forscher und Wissenschaftler der University of Michigan diese Technik genutzt, um Erdbeben beziehungsweise Tsunamis vorauszusagen.

via CalTech