Un grupo de investigadores financiado con fondos europeos está estudiando cómo los cables de comunicaciones submarinos pueden actuar como sensores medioambientales y sísmicos, lo que podría suponer un punto de inflexión para los sistemas de alerta temprana.
Debajo de los océanos del mundo se está produciendo una revolución silenciosa. Más de 1,48 millones de kilómetros de cables submarinos de fibra óptica transportan casi todo el tráfico telefónico e Internet del mundo. Ahora, los investigadores han demostrado que estos cables pueden hacer más que transmitir datos. También pueden escuchar la voz de la tierra.
Al capturar pequeños cambios en la forma en que viaja la luz, estos cables pueden detectar cambios en el movimiento, las vibraciones y la temperatura del fondo marino y del agua.
Una iniciativa de investigación financiada por la UE en el campo emergente de la detección del fondo marino por fibra óptica está desarrollando una tecnología que podría convertir el fondo del océano en un vasto observatorio en tiempo real. Los hallazgos deberían permitir a los científicos monitorear mejor el cambio climático, rastrear la actividad tectónica y mejorar las advertencias de tsunamis y terremotos.
Red de Observación Subacuática de la Tierra
Aproximadamente el 70% de la superficie de la Tierra está cubierta por agua, gran parte de la cual es inaccesible a los instrumentos sísmicos convencionales.
«La cobertura satelital de la superficie del océano es excelente», afirmó Marc-Andre Goucher, geocientífico marino del Centro de Investigación de la Tierra y el Océano en Brest, Francia. «Pero en las profundidades, donde ocurren la mayoría de los terremotos y tsunamis, muy pocos han sido observados directamente».
Gracias a la investigación sobre cómo los cables submarinos pueden reutilizarse como redes de detección global, esta situación está empezando a cambiar.
Dos tecnologías complementarias dominan este campo: la detección acústica distribuida (DAS) y la reflectometría óptica en el dominio del tiempo Brillouin (BOTDR).
Gatcher dirigió una iniciativa de investigación de siete años financiada por la UE llamada FOCUS, que finalizó en septiembre de 2025.
Investigamos cómo estas dos técnicas pueden detectar deformaciones tan pequeñas como de 1 a 2 centímetros a lo largo de fallas activas en las profundidades del océano.
Para probar el concepto, el equipo instaló un prototipo de cable de seis kilómetros de largo en el fondo del océano a lo largo de la falla norte de Alfeo frente a la costa de Catania, Sicilia. La zona es propensa a la actividad sísmica ya que está cerca del Monte Etna, el volcán más grande y activo de Europa.
escucha los sonidos del fondo del océano
En 1908, un terremoto de magnitud 7,1 sacudió el estrecho de Messina, entre Sicilia y la Italia continental, provocando un devastador tsunami que mató a más de 80.000 personas en uno de los desastres naturales más mortíferos de Europa. El objetivo de los investigadores es evaluar con mayor precisión el movimiento de las fallas submarinas y ayudar a las comunidades costeras a prepararse para eventos similares en el futuro.
El equipo de Gatcher colaboró con el Instituto Nacional de Física Nuclear (INFN) de Italia, que aceptó un acuerdo para conectar el prototipo de cable FOCUS a un cable submarino existente que opera desde un observatorio submarino frente a la costa de Catania, Sicilia.
El cable fue diseñado en colaboración con IDIL, una empresa francesa especializada en sistemas de fibra óptica, y es similar a un cable de comunicaciones normal, pero contiene fibras sensoriales especiales que son más sensibles a las perturbaciones mecánicas del fondo marino.
Tiene sólo 9 milímetros de grosor y combina dos tipos de fibras ópticas. Una es una fibra ligeramente amortiguada similar a un cable de comunicaciones y la otra es una fibra más firme que es sensible a la tensión (deformación mecánica). Los investigadores utilizaron BOTDR para medir cambios sutiles en la longitud de las fibras en respuesta a la tensión de la corteza.
«Nuestro objetivo principal era observar lo que sucede antes de un terremoto y detectar deformaciones tempranas antes de que se produzca una ruptura repentina», dijo el Dr. Giovanni Barreca de la Universidad de Catania.
Aunque hasta el momento no se han observado movimientos notables, esto también está lleno de sugerencias. «Esto significa que la falla ahora está bloqueada y es probable que se esté acumulando tensión tectónica», dijo Gatcher. «Cuando se libere ese estrés, vamos a observar».
Los cables sicilianos ya han demostrado su eficacia. A finales de 2020 detectó una enorme corriente submarina que pudo haber sido provocada por un deslizamiento de tierra submarino. Se trata de un tipo de «avalancha marina» que puede recorrer cientos de kilómetros y en ocasiones provocar tsunamis.
Aunque estos fenómenos rara vez se observan, los datos de fibra óptica capturaron su firma en detalle. Esto crea oportunidades para monitorear y detectar peligros secundarios que pueden amenazar a las comunidades costeras y la infraestructura submarina crítica.
De Sicilia al Caribe
Mientras tanto, el equipo FOCUS también investigó el potencial de una red de cables de comunicación submarina para mejorar el seguimiento medioambiental.
Los investigadores utilizaron una red local de cables submarinos frente a la costa de la isla caribeña de Guadalupe para monitorear los cambios en la temperatura del agua del fondo marino.
Inicialmente, el equipo tuvo que recopilar datos manualmente de los gabinetes de retransmisión de fibra óptica terrestres cada pocos meses. Ahora, gracias a una configuración permanente, podemos monitorear el cable de forma remota cada tres horas.
Sus mediciones registran cómo se dispersa la luz dentro del cable. Cuando se altera el cable, los pequeños rayones en la fibra se desplazan ligeramente, cambiando el patrón de luz. Los científicos rastrean estos cambios para comprender lo que sucede en el fondo del océano.
«Si algo perturba el cable, como tirar de él, moverlo, calentarlo o enfriarlo, podemos medirlo», explicó Gatcher.
Al analizar cómo las señales ópticas cambian con la temperatura, detectaron un aumento de aproximadamente 1,5 grados Celsius en dos años en aguas poco profundas. Esto es consistente con las mediciones de las temperaturas de la superficie del mar realizadas por satélites. Al mismo tiempo, se produjeron eventos de blanqueamiento de corales a gran escala, que redujeron los arrecifes de coral en aproximadamente un 30%.
En las profundidades del mar frente a la costa de Guadalupe, a profundidades de 300 a 700 metros, el aumento de temperatura del cable es pequeño, aproximadamente de 0,2 a 1°C.
Estos hallazgos, que acaban de ser aceptados para su publicación (en Geophysical Research Letters), sugieren que se podrían utilizar miles de kilómetros de cables de comunicación para monitorear los cambios de temperatura en las profundidades del océano, agregando una nueva dimensión a las mediciones climáticas.
«Si bien nuestro enfoque inicial estuvo en la tectónica, estas mediciones muestran cómo el mismo cable puede rastrear los cambios relacionados con el clima», dijo Gatcher. «El potencial para un seguimiento integrado de los peligros y el medio ambiente es enorme».
La tecnología podría extenderse a otras regiones propensas a terremotos, como Japón, la región de Cascadia (a lo largo de la costa del Pacífico de Estados Unidos) y otras partes del mar Mediterráneo.
Mientras que los sistemas DAS pueden detectar las ondas sísmicas iniciales de un terremoto en cuestión de segundos, BOTDR puede rastrear tensiones a largo plazo que se acumulan con el tiempo. DAS ofrece la posibilidad de alerta inmediata de terremotos y tsunamis, mientras que BOTDR proporciona un seguimiento a largo plazo de la deformación de las fallas, lo que conduce a posibles aplicaciones en la predicción de terremotos.
«Los nuevos usos secundarios de los cables de fibra óptica podrían conducir a importantes avances en sismología y advertencia de peligros», afirmó Gatcher. «Estamos convirtiendo efectivamente el sistema nervioso digital del mundo en un sistema ambiental».
Con una mayor colaboración e inversión, el fondo oceánico que alguna vez fue casi invisible podría convertirse en una de las herramientas más poderosas de la ciencia para proteger la vida y comprender nuestro planeta cambiante.
La investigación para este artículo fue financiada por el Consejo Europeo de Investigación (ERC). Las opiniones de los entrevistados no reflejan necesariamente las opiniones de la Comisión Europea.
Este artículo fue publicado originalmente en Horizon, Revista de Investigación e Innovación de la UE.
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