Possibilities and Prospects for the Use of Distributed Fiber Sensors in Geophysics

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

A brief review of the applications of distributed acoustic sensors for solving geophysical and seismometric problems is given. Theoretical estimates and experimental measurements of the level of self-noise in distributed acoustic sensors, including those at subhertz frequencies, are obtained. Numerical modeling has been carried out, which makes it possible to quantify the power of low-frequency noise (associated with a slow temperature change of the probed fiber) in the signal of distributed acoustic sensors. The obtained results are supplemented by theoretical estimates of the power spectrum of a signal from a distant earthquake; they demonstrate the importance of taking into account temperature effects in the fiber when planning experiments related to the registration of weak seismic events.

作者简介

S. Nikitin

OOO T8; OOO Femtovision

Email: nikitin@t8.ru
107076, Moscow, Russia; 107076, Moscow, Russia

K. Kislov

Institute of Earthquake Prediction Theory and Mathematical Geophysics, Russian Academy of Sciences (ITPZ RAS)

Email: nikitin@t8.ru
117997, Moscow, Russia

Yu. Starovoit

OOO T8

Email: nikitin@t8.ru
107076, Moscow, Russia

D. Bengalskii

OOO T8

Email: nikitin@t8.ru
107076, Moscow, Russia

E. Spiridonov

OOO T8

Email: nikitin@t8.ru
107076, Moscow, Russia

D. Kharasov

OOO T8

Email: nikitin@t8.ru
107076, Moscow, Russia

E. Fomiryakov

OOO T8; Moscow State University, Department of Physics

Email: nikitin@t8.ru
107076, Moscow, Russia; 119991, Moscow, Russia

O. Nanii

OOO T8; Moscow State University, Department of Physics

Email: nikitin@t8.ru
107076, Moscow, Russia; 119991, Moscow, Russia

V. Treshchikov

OOO T8

编辑信件的主要联系方式.
Email: nikitin@t8.ru
107076, Moscow, Russia

参考

  1. Ide S., Araki E., Matsumoto H. // Earth Planets Space. 2021. V. 73. P. 63. https://doi.org/10.1186/s40623-021-01385-5
  2. Shragge J., Yang J., Issa N., Roelens M., Dentith M., Schediwy S. // Geophys. J. Intern. 2021. V. 226. P. 564. https://doi.org/10.1093/gji/ggab111
  3. Fang G., Li Y.E., Zhao Y., Martin E.R. // Geophys. Res. Lett. 2020. V. 47. Art. e2019GL086115. https://doi.org/10.1029/2019GL086115
  4. Spica Z.J., Perton M., Martin E.R., Beroza G.C., Biondi B. // J. Geophys. Res. Solid Earth. 2020. V. 125. P. 1. https://doi.org/10.1029/2019JB018656
  5. Tonegawa T., Araki E., Matsumoto H., Kimura T., Obana K., Fujie G., Arai R., Shiraishi K., Nakano M., Nakamura Y., Yokobiki T., Kodaira S. // Geophys. Research Lett. 2022. V. 49. Iss. 4. Art. e2022GL098162. https://doi.org/10.1029/2022GL098162
  6. Smolinski K., Paitz P., Bowden D., Edme P., Kugler F., Fichtner A. // EGU General Assembly, 2020. EGU2020-8225. https://doi.org/10.5194/egusphere-egu2020-8225
  7. Li Z., Shen Z., Yang Y., Williams E., Wang X., Zhan Z. // AGU Advances. 2021. № 2. Art. e2021AV000395. https://doi.org/10.1029/2021AV000395
  8. Binder G., Titov A., Liu Y., Simmons J., Tura A., Byerley G., Monk D. // Geophysics. 2020. V. 85. P. T225. https://doi.org/10.1190/geo2019-0819.1
  9. Hartog A.H. In Optical Fibre Sensors: Fundamentals for Development of Optimized Devices. / Eds. Del Villar I., Matias I.R. Hoboken. NJ. John Wiley & Sons. 2020. P. 151. https://doi.org/10.1002/9781119534730.ch6
  10. Naldrett G., Parker T., Shatalin S., Mondanos M. // First Break. 2020. V. 38. P. 71. https://doi.org/10.3997/1365-2397.fb2020012
  11. Popik S., Pevzner R., Bona A., Tertyshnikov K., Glubokovskikh S., Gurevich B. // Geophys. Prospect. 2021. V. 69. P. 842. https://doi.org/10.1111/1365-2478.13080
  12. Tribaldos V.R., Ajo-Franklin J.B. // J. Geophys. Res. Solid Earth. 2021. V. 126. Art. e2020JB021004. https://doi.org/10.1029/2020JB021004
  13. Agostinetti N.P., Villa A., Saccorotti G. // Solid Earth. 2022. V. 13. P. 449. https://doi.org/10.5194/se-13-449-2022
  14. Huff O., Lellouch A., Luo B., Jin G., Biondi B. // Lead. Edge. 2020. V. 39. P. 776. https://doi.org/10.1190/tle39110776.1
  15. Min R., Liu Z., Pereira L., Yang C., Sui Q., Marques C. // Opt. Laser Technol. 2021. V. 140. Art. 107082. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2021.107082
  16. Lior I., Rivet D., Ampuero J.P., Sladen A., Barrientos S., Sánchez-Ollavaria R., Opazo G.A.V., Prado J.A.B. // Sci. Rep. 2023. V. 13. P. 424. https://doi.org/10.1038/s41598-023-27444-3
  17. Faucher F., de Hoop M.V., Scherzer O. // Geophysics. 2021. V. 86. P. R21. https://doi.org/10.1190/geo2020-0305.1
  18. Nayak A., Ajo-Franklin J. // Bull. Seismol. Soc. Amer. 2021. V. 111. P. 3432. https://doi.org/10.1785/0120210028
  19. Distributed acoustic sensing in geophysics: Methods and applications / Eds. Li Y., Karrenbach M., Ajo-Franklin J. 2022. Vol. 268. John Wiley & Sons. ISBN: 978-1-119-52179-2. https://doi.org/10.1002/9781119521808
  20. Lindsey N.J., Rademacher H., Ajo-Franklin J.B. // J. Geophys. Res.: Solid Earth. 2020. V. 125. Art. e2019JB018145. https://doi.org/10.1029/2019JB018145
  21. Jousset P., Reinsch T., Ryberg T., Blanck H., Clarke A., Aghayev R., Krawczyk C.M. // Nature commun. 2018. V. 9. P. 1. https://doi.org/10.1038/s41467-018-04860-y
  22. Kislov K.V., Gravirov V.V. // Seismic Instruments. 2022. V. 5. P. 485. https://doi.org/10.3103/S0747923922050085
  23. Brune, J. N. // J. Geoph. Res. 1970. V. 75. P. 4997. https://doi.org/10.1029/JB075i026p04997
  24. Aki K., Richards P. Quantitative Seismology. 2nd Ed. University Science Books. 2002. https://lccn.loc.gov/2002071360
  25. Ackerley N. // CSEG GeoConvention Vision. 2012. Article #90174.
  26. Borcherdt R.D., Johnston M.J.S., Glassmoyer G. // Bull. Seism. Soc. America. 1989. V. 79. P. 1006. https://doi.org/10.1785/BSSA0790041006
  27. Beavan R.J., Goulty N.R. // Geophys. J. Intern. 1977. V. 48. P. 293. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1977.tb03673.x
  28. Hubbard P.G., Vantassel J.P., Cox B.R., Rector J.W., Yust M.B.S., Soga K. // Sensors. 2022. V. 22. P. 4589. https://doi.org/10.3390/s22124589
  29. Peterson J. Open-file report 93-322. U. S. Geological Survey, Albuquerque, New Mexico. 1993. http://opg.sscc.ru/attachments/073_ofr93-322.pdf
  30. Alekseev A.E., Tezadov Y.A., Potapov V.T. // Laser Phys. 2017. V. 27. P. 055101. https://doi.org/10.1088/1555-6611/aa6378
  31. Nikitin S., Fomiryakov E., Kharasov D., Nanii O., Treshchikov V. // J. Lightwave Technol. 2019. V. 38. P. 1446. https://doi.org/10.1109/JLT.2019.2952688
  32. Bertholds A., Dandliker R. // J. Lightwave Technol. 1988. V. 6. P. 17. https://doi.org/10.1109/50.3956
  33. Koheras BASIK – single-frequency fiber lasers. https://www.nktphotonics.com/products/single-frequency-fiber-lasers/koheras-basik/
  34. ORION 1550 nm Laser Module. https://rio-lasers.com/laser-products/
  35. Gorshko B.G., Alekseev A.E., Taranov M.A., Simikin D.E., Potapov V.T., Ilinskiy D.A. // Appl. Opt. 2022. V. 61. P. 8308. https://doi.org/10.1364/AO.468804
  36. Fomiryakov E., Kharasov D., Nikitin S., Nanii O., Treshchikov V. // J Lightwave Technol. 2021. V. 39. P. 5191. https://doi.org/10.1109/JLT.2021.3082263
  37. Nikitin S.P., Kuzmenkov A.I., Gorbulenko V.V., Nanii O.E., Treshchikov V.N. // Laser Phys. 2018. V. 28. P. 085107. https://doi.org/10.1088/1555-6611/aac714
  38. Shatalin S., Parker T., Farhadiroushan M. Distributed Acoustic Sensing in Geophysics: Methods and Applications. 2021. P. 1. https://doi.org/10.1002/9781119521808.ch1
  39. Фомиряков Э.А., Бенгальский Д.М., Харасов Д.Р., Наний О.Е., Никитин С.П., Трещиков В.Н. // Автометрия. 2023. Т. 59. № 1. С. 87. https://doi.org/10.15372/AUT20230109
  40. Global DAS monitoring month February 2023. https://www.norsar.no/in-focus/global-das-monitoring-month-february-2023. Wuestefeld A., Spica Z.J., Aderhold K. et al. // The Global DAS Campaign of 2023, submitted to Seismol. Res. Lett. (2023).

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2.

下载 (246KB)
索引源数据

版权所有 © С.П. Никитин, К.В. Кислов, Ю.О. Старовойт, Д.М. Бенгальский, Е.П. Спиридонов, Д.Р. Харасов, Э.А. Фомиряков, О.Е. Наний, В.Н. Трещиков, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».