用于监测自然二氧化碳排放的海军光纤分布式声学传感技术（DAS）：以意大利埃奥利群岛（Aeolian Islands）的帕纳雷阿岛（Panarea）为例 Cinzia Bellezza, Fabio Meneghini, Andrea Travan, Michele Deponte, Luca Baradello, Andrea Schleifer

《Applied Sciences》：Marine Fiber-Optic Distributed Acoustic Sensing (DAS) for Monitoring Natural CO2 Emissions: A Case Study from Panarea (Aeolian Islands, Italy) Cinzia Bellezza, Fabio Meneghini, Andrea Travan, Michele Deponte, Luca Baradello and Andrea Schleifer

　　

精选应用

本研究强调了分布式声学传感（DAS）作为一种低影响的、空间连续的技术，可用于监测海底流体和气体的迁移。在火山和热液环境中，DAS能够长期观测脱气过程，提供高时间分辨率的数据，从而补充地球化学和视觉调查的结果。此外，其对与气泡相关的声学信号的敏感性使其成为海上碳捕获与封存（CCS）项目中的有效工具，可以及早发现潜在的泄漏。DAS为自然和人工海底系统的环境监测提供了一种经济高效、可扩展且非侵入性的解决方案。

摘要

海底气体排放是火山和热液海洋环境中流体迁移过程的关键表现形式，为监测海底碳储存策略提供了宝贵的参考依据。本研究探讨了在意大利潘拉雷亚（Aeolian Islands）附近浅水区域，利用分布式声学传感（DAS）检测自然二氧化碳气泡排放的可行性。研究人员在海底铺设了1.1公里的铠装光纤电缆，并使用两种不同的DAS系统采集连续的被动声学数据。DAS记录数据还结合了来自潜水气瓶的受控气体释放产生的参考信号，以及独立的高分辨率测深地震探测和侧扫声纳成像技术，以表征浅层地下结构和海底地形。结果表明，尽管浅海环境的声学条件复杂，DAS仍能有效检测到与人工和自然气泡排放相关的声学信号。将被动DAS监测与独立的地球物理观测相结合，为解读与气体相关的信号和海底过程提供了可靠的框架。这些发现表明，DAS是一种非常有前景的地球物理工具，可用于监测海底火山-热液系统，并为海上CCS项目中检测海底二氧化碳泄漏提供了重要见解。