Google LLC a étudié la possibilité d’utiliser son réseau de câbles sous-marins pour tenter de détecter les tremblements de terre lorsqu’ils se produisent en temps réel, dans le but de fournir un meilleur système d’alerte précoce pour les communautés menacées par les tsunamis.

Dans un article de blog aujourd’hui, les ingénieurs de Google en réseaux mondiaux Valey Kamalov et Mattia Cantono ont expliqué que la société exploite un vaste système de câbles sous-marins à fibres optiques qui s’étendent sur des milliers de kilomètres à travers le fond marin.

Ces câbles transportent des données sous forme d’impulsions lumineuses voyageant à 204 190 kilomètres par seconde, ce qui permet d’envoyer et de recevoir des informations dans le monde entier à la vitesse de la lumière. Mais ils peuvent également être utilisés pour surveiller le plancher océanique afin de détecter les «perturbations mécaniques» qui pourraient indiquer qu’un tremblement de terre a lieu.

Google sait quand des perturbations se produisent, car la lumière pulsée qui traverse ses câbles sous-marins rencontre généralement des distorsions qui doivent être corrigées par le traitement du signal numérique une fois qu’elles arrivent à destination.

« L’une des propriétés de la lumière qui est suivie dans le cadre de la transmission optique est l’état de polarisation (SOP) », ont écrit Kamalov et Cantono. «Les SOP changent en réponse aux perturbations mécaniques le long du câble et le suivi de ces perturbations nous permet de détecter l’activité sismique.»

L’hypothèse de base est que lorsqu’un tremblement de terre se produit, les câbles sous-marins de Google peuvent capter les vibrations lorsque le sol tremble sous eux. Et Google a déjà prouvé l’exactitude de cette théorie. En 2019, il a commencé à surveiller le SOP sur certains de ses câbles sous-marins à titre expérimental, et a observé que le fond de l’océan était «remarquablement stable» la plupart du temps.

Mais après plusieurs mois à regarder et à attendre, quelque chose s’est passé.

«Le 28 janvier 2020, nous avons détecté un tremblement de terre de magnitude 7,7 au large de la Jamaïque, à 1500 km du point le plus proche de l’un de nos câbles!» les ingénieurs de Google ont écrit. «Un graphique de SOP au fil du temps a montré un pic prononcé à un horodatage environ cinq minutes après le tremblement de terre, en corrélation avec le temps de trajet de l’onde sismique de la Jamaïque au câble, et la durée du pic était d’environ 10 minutes.»

Activité sismique détectée par Google sur la base de l’état de polarisation

Google a continué à regarder et a détecté deux autres tremblements de terre. Le 22 mars, il a identifié un tremblement de terre de magnitude 6,1 sur la montée du Pacifique Est, qui est une crête médio-océanique située au fond de l’océan Pacifique, à environ 2 000 kilomètres de l’un de ses câbles. Le 28 mars, il a détecté un autre tremblement de terre de magnitude 4,5 au large de la côte de Valparaiso, au Chili, à seulement 30 kilomètres de l’un de ses câbles.

«L’événement a produit une pointe claire mais courte de l’activité SOP – la courte durée était probablement due à une décroissance rapide de l’intensité des vibrations le long du câble pour cet événement relativement petit», ont déclaré Kamalov et Cantono.

Google a partagé ses résultats avec Zhongwen Zhan du California Institute of Technology Seismological Laboratory, qui s’est rendu compte que les données pourraient également être utilisées pour détecter les changements de pression dans l’océan lui-même. À son tour, cela peut être utilisé pour prédire la probabilité qu’un tsunami émerge à la suite d’un tremblement de terre.

C’est une découverte passionnante, car la plupart des systèmes d’alerte précoce aux tsunamis ne sont pas très efficaces. Le problème est que la plupart de ces équipements sont situés à terre ou dispersés dans l’océan. Les équipements terrestres ne donnent pas vraiment assez de temps pour effectuer une évacuation, et les systèmes de détection offshore sont limités en raison de la vitesse du tsunami, qui peut atteindre 800 kilomètres par heure.

Mais si l’un des câbles sous-marins de Google passe près de l’épicentre d’un tremblement de terre, il pourrait théoriquement communiquer un avertissement à la vitesse de la lumière, ce qui signifie que ceux qui se trouvent sur le chemin des tsunamis auraient suffisamment de temps pour évacuer. Un autre avantage du système proposé par Google est que l’infrastructure est déjà en place, puisque des millions de kilomètres de réseaux de fibre optique couvrent déjà le fond de l’océan.

Bien sûr, Google a déclaré qu’il y avait encore un long chemin à parcourir avant que quiconque ne crée un système fonctionnant correctement sur lequel les gens puissent compter, mais il est toujours excité par le potentiel.

« Nous considérons cette approche non pas comme un remplacement de capteurs sismiques dédiés mais comme une source d’informations complémentaires pour permettre des alertes précoces pour les tremblements de terre et les tsunamis », ont déclaré Kamalov et Cantono.

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