La fibra òptica submarina i la IA permeten avançar la detecció de terratrèmols
L’ús dels cables de telecomunicacions instal·lats al fons marí obre noves possibilitats per identificar moviments sísmics i millorar els sistemes d’alerta primerenca. Diversos projectes internacionals ja han provat aquesta tecnologia en entorns reals.
Els cables de fibra òptica que travessen els oceans per transmetre dades també poden detectar les deformacions del fons marí provocades pels terratrèmols. La combinació d’aquesta infraestructura amb sistemes d’intel·ligència artificial (IA) permet identificar les primeres ones sísmiques en intervals de temps molt reduïts. La tecnologia es troba en fase de desenvolupament i validació, però podria complementar les xarxes de vigilància existents i ampliar la cobertura en zones oceàniques amb pocs instruments de mesura.
La principal aportació d’aquest sistema és la possibilitat d’aprofitar cables de telecomunicacions ja instal·lats, sense haver de desplegar una xarxa completa de nous sensors submarins. Aquesta alternativa podria facilitar la detecció de terratrèmols en regions on la instal·lació i el manteniment de sismòmetres convencionals tenen un cost elevat.
Com detecta els terratrèmols la fibra òptica submarina?
La tecnologia utilitzada es coneix com a detecció acústica distribuïda (DAS, per les sigles en anglès). Consisteix a enviar impulsos de llum làser a través de la fibra òptica i analitzar els canvis que experimenta la llum que retorna.
Quan es produeix un moviment sísmic, les deformacions microscòpiques del cable alteren el senyal òptic. Els equips de mesura poden registrar aquestes variacions i identificar els punts on s’ha produït el moviment.
El sistema permet obtenir mesures al llarg de tota la fibra. Per exemple, un cable de 20 quilòmetres amb punts de mesura separats dos metres pot proporcionar fins a 10.000 canals virtuals d’observació.
Aquesta capacitat converteix els cables submarins en una font d’informació sobre l’activitat sísmica del fons oceànic, tot i que els canals virtuals no equivalen a sismòmetres independents.
La intel·ligència artificial identifica les primeres ones sísmiques
Un dels principals obstacles és la quantitat d’informació que registren els cables submarins. A més dels terratrèmols, els sistemes detecten vibracions provocades per l’onatge, les tempestes, els vaixells i altres fenòmens marins.
Per distingir aquests senyals, els investigadors utilitzen models d’intel·ligència artificial entrenats per reconèixer patrons sísmics.
L’objectiu és identificar especialment les ones P, les primeres que es propaguen després d’un terratrèmol. Aquestes ones viatgen més de pressa que les ones S i les superficials, que poden provocar sacsejades més intenses.
La detecció de les ones P pot proporcionar un marge de temps per activar mesures preventives abans que arribin les ones més destructives.
DeepSubDAS, un model entrenat amb dades de cables submarins
Un dels sistemes estudiats és DeepSubDAS, un model d’aprenentatge automàtic desenvolupat específicament per analitzar dades de fibra òptica submarina.
La investigació, publicada el 2026 a Geophysical Journal International, es basa en un conjunt de gairebé 92 milions de registres procedents de 13 cables submarins. Aproximadament 57 milions de registres etiquetats es van utilitzar per entrenar i validar el model.
Els resultats mostren la capacitat del sistema per identificar les arribades de les ones P i S, fins i tot en condicions de soroll ambiental elevat.
Els investigadors també assenyalen limitacions. Quan el soroll impedeix distingir clarament una ona P, l’algoritme pot confondre una ona S posterior amb la primera arribada sísmica.
Altres desenvolupaments, com PhaseNet-DAS, utilitzen tècniques d’aprenentatge semisupervisat per reduir les deteccions errònies i limitar la dependència de grans quantitats de dades etiquetades manualment.
Proves a Califòrnia, Xile, el Japó i les Canàries
La detecció de terratrèmols mitjançant fibra òptica ja s’ha experimentat en diferents zones del planeta.
A la badia de Monterey, a Califòrnia, un experiment de quatre dies dut a terme el març del 2018 va utilitzar 20 quilòmetres d’un cable submarí del Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI).
La prova va permetre detectar un terratrèmol d’una magnitud aproximada de 3,4 registrat a la zona de Gilroy, a uns 45 quilòmetres de distància. També va contribuir a cartografiar falles submarines.
Posteriorment, el projecte SeaFOAM va ampliar l’observació permanent a 52 quilòmetres de cable.
Les investigacions amb DeepSubDAS també han incorporat dades de xarxes submarines situades davant la costa de Xile, a Alaska, al Japó i entre Tenerife i Gran Canària.
En les proves efectuades amb dades de Xile, el sistema va assolir una precisió estadística de 0,95 i una sensibilitat de 0,93 en la identificació de les ones P. L’error temporal absolut mitjà es va situar en 0,22 segons.
Aquestes dades corresponen al rendiment del model d’intel·ligència artificial i no impliquen que el conjunt del sistema d’alerta primerenca ja estigui validat per a un ús públic.
Un projecte europeu estudia la detecció de tsunamis al mar d’Alborán
A Europa, el projecte SAFE (Tsunami early warning System using Available seafloor Fiber cables) investiga l’aprofitament dels cables submarins de telecomunicacions per reforçar els sistemes de detecció i alerta davant dels tsunamis.
El projecte ha completat una fase de prevalidació d’una solució que combina detecció acústica distribuïda i intel·ligència artificial en un cable del mar d’Alborán.
La iniciativa estudia la possibilitat de reduir els costos associats al desplegament de noves infraestructures d’observació submarina.
Malgrat això, l’aplicació a gran escala requereix acords amb els operadors dels cables comercials, la instal·lació d’equips fotònics específics i la integració de les dades en els sistemes oficials de vigilància.
La supervisió humana continua sent necessària
La velocitat de processament dels algoritmes no significa que les deteccions es converteixin automàticament en avisos a la població.
Sistemes experimentals com dEPIC (DAS–Earthquake Point-source Integrated Code) poden analitzar les deformacions dels cables en fraccions de segon mitjançant processament distribuït i acceleració amb unitats gràfiques.
Tanmateix, les dades han de ser contrastades amb altres instruments i integrades en xarxes operatives, com ShakeAlert, el sistema d’alerta sísmica de la costa oest dels Estats Units.
Els especialistes en sismologia continuen tenint un paper en la validació de les deteccions i en l’avaluació de possibles falses alarmes.
La tecnologia tampoc no elimina les limitacions físiques dels sistemes d’alerta primerenca. A les zones més pròximes a l’epicentre, el temps disponible per avisar la població pot ser insuficient.
Les aplicacions futures inclouen l’activació anticipada de protocols de protecció en infraestructures de transport, instal·lacions sensibles i zones costaneres exposades als tsunamis. La implantació d’aquestes mesures dependrà de la validació tècnica dels sistemes i de la seva incorporació als serveis públics d’emergències.
