Последние новости

Тенденции рынка соединительных коробок для оптоволокна на 2023 год с анализом ключевых игроков Furukawa YOFC UI Lapp GmbH Phoenix Mecano AG METZ CONNECT Sterlite Power Nexans HUBER+SUHNER Neutrik Rosenberger OSI eks Engel GmbH & Co. KG Ipcom CommScope Prysmian Group Pepperl+Fuchs SE SCHMERSAL SIEMENS BOSCH

Тенденции рынка усилителей кабельного телевидения в 2023 году с анализом ключевых игроков Braun Group, Analog Devices, Skyworks, Blonder Tongue, Hangzhou Tuolima Network Technologies, Multicom, Freescale Semiconductor, Qorvo, MACOM, Comtech Xicom Technology, NXP Semiconductors, Vision Products

Оценка воздействия глобальной подводной телекоммуникационной сети на запасы осадочного органического углерода

Jun 05, 2023

Nature Communications, том 14, номер статьи: 2080 (2023) Цитировать эту статью

2244 доступа

41 Альтметрика

Подробности о метриках

Связывание органического углерода в отложениях морского дна играет ключевую роль в регулировании глобального климата; однако деятельность человека может нарушить ранее изолированные запасы углерода, потенциально снижая способность океана хранить CO2. Недавние исследования выявили глубокое воздействие на морское дно и потерю осадочного углерода в результате рыболовства и судоходства, однако большинство других видов деятельности человека в океане остаются без внимания. Здесь мы представляем оценку воздействия органического углерода, связанного с глобальной подводной телекоммуникационной кабельной сетью. В результате закладки кабелей на глубинах до 2000 м во всем мире нарушено до 2,82–11,26 млн т органического углерода. Хотя эта сумма на несколько порядков ниже, чем та, которую возмущает донный промысел, это нетривиальная сумма, которая отсутствует в мировых бюджетах. Будущие разработки на шельфе, которые нарушают морское дно, должны учитывать необходимость сохранения запасов углерода во всем спектре отраслей голубой экономики.

Морские отложения являются крупнейшим хранилищем органического углерода на Земле, и это связывание играет ключевую роль в регулировании глобального климата1,2,3,4. Однако, если ранее захороненные запасы органического углерода будут потревожены и эксгумированы, это может привести к реминерализации углерода в CO2 (что потенциально может увеличить закисление океана), ограничивая способность океана хранить дополнительный CO2 и потенциально добавляя к образованию CO2. содержание атмосферного CO23,4,5,6. Запасы осадочного углерода могут эпизодически нарушаться в результате природных явлений, таких как наводнения, штормы, которые повторно взвешивают мелководные отложения морского дна, или крупные подводные оползни, вызванные землетрясениями7,8,9,10,11. Помимо этих природных явлений, человеческая деятельность, оказывающая воздействие на дно океана (например, рыболовство, добыча полезных ископаемых, разведка нефти и газа, добыча нерудных материалов, постановка на якорь), все чаще признается как играющая значительную роль в высвобождении ранее захороненного органического углерода, причем с интенсивностью и пространственный масштаб увеличивается за счет увеличения использования морских ресурсов и «Голубого роста»2,3,4,12,13,14,15,16. По оценкам, каждый год 1,3% дна мирового океана (~5 × 106 км2) подвергается тралению, что потенциально приводит к выбросу такого же количества осадочного органического углерода, что и сельскохозяйственная обработка суши17. В какой степени другая человеческая деятельность высвобождает ранее захороненный углерод, остается неясным; во многом из-за отсутствия доступа к отраслевым наборам данных, которые позволяют количественно оценить это нарушение. Это ограничение препятствует оценке воздействия всего масштаба человеческой деятельности на эффективность захоронения углерода во всем мире. Здесь мы оцениваем потенциальное воздействие одной из самых обширных инфраструктурных систем на нашей планете — сети подводных телекоммуникационных кабелей, протянувшейся более чем на 1,8 миллиона километров через глобальный океан (рис. 1).

A Кабельные трассы имеют цветовую маркировку (от белого до темно-синего) в зависимости от глубины воды (м). Батиметрия получена на основе сетки GEBCO_2022, Группа компиляции GEBCO (2022 г.) Таблица GEBCO 2022. B Протяженность кабельных трасс на глубине воды до 2000 м показана черными линиями на карте глобального распределения запасов осадочного углерода в первом метре ниже морского дна, составленной Этвудом и др.2. На врезной круговой диаграмме показана относительная длина всех кабельных маршрутов, пересекающих различные физико-географические области, на основе глобального геоморфического картирования63. Очертания стран взяты из бесплатных векторных данных Natural Earth.

Более 99% всего международного трафика цифровых данных маршрутизируется через более чем 400 взаимосвязанных подводных кабельных систем (рис. 1А), которые лежат в основе Интернета, позволяют удаленно работать, осуществлять финансовые операции на триллионы долларов в день и соединять отдаленные островные государства для поддержания их экономическое развитие18,19. Эти кабели, которые либо прокладываются непосредственно на морском дне, либо закапываются в землю и обычно имеют диаметр, эквивалентный садовому шлангу (но на мелководье диаметр может увеличиваться до 4–5 см для размещения встроенной защитной брони из стальной проволоки), уязвимы для повреждений. внешними угрозами, которые могут прервать соединение и/или значительно снизить пропускную способность, что потребует дорогостоящего и сложного с точки зрения логистики ремонта. Анализ глобальной отраслевой базы данных показал, что ежегодно происходит примерно 150–200 повреждений кабелей, большая часть которых (60–70%) вызвана деятельностью человека на глубине воды менее 200 м18. Основными причинами являются рыболовство (41% неисправностей) и случайное падение якоря с судов (16%). Донное траление является наиболее распространенным типом промысла, связанного с подводными кабелями, поскольку оно встречается на большинстве континентальных шельфов и охватывает большие площади морского дна13,18,19,20. В зонах такой потенциально опасной деятельности человека кабели закапывают для защиты с помощью рытья траншей, вспашки или струйной очистки21 (рис. 2). Повреждения кабеля, вызванные донным тралением, обычно связаны с протаскиванием тяжелых (0,1–8 тонн) досок, которые могут проникать на десятки сантиметров в мягкие отложения, и зацеплением грузов, предназначенных для взбалтывания морского дна для ловли рыбы и моллюсков18,22. Истощение рыбных запасов (в основном вызванное чрезмерным выловом рыбы) стимулировало развитие донного рыболовства в более глубоких водах в нескольких регионах15,23, а это означает, что на некоторых участках континентального склона (на глубине воды до 1500 м) все чаще требуется закапывание кабелей. помимо континентального шельфа. В некоторых районах (например, в северо-восточной части Атлантического океана и восточной части Тихого океана) кабели могут быть закопаны на глубине до 2000 м из-за распространения рыболовной деятельности на большие глубины24. На глубоководье, где рыболовство и другие виды деятельности, вызывающие беспокойство, редки (т.е. в открытом море происходит менее четырех повреждений кабеля в год19), телекоммуникационные кабели небронированы и проложены непосредственно на морском дне, вызывая лишь очень незначительное нарушение отложений25,26,27 .

11,000 sampling points)2,29. We show how up to 2.82–11.26 Mt of organic carbon worldwide has been disturbed by cable burial, and place this figure in a wider context through comparison with natural processes and other human activities./p>15 years21. A particularly important control is likely to be the cable burial tool that is used, and the nature of the initial disturbance. In the case of ploughing and trenching, sediment typically settles quickly (particularly granular sediment, such as sand) and deposits close to the initial excavation site; in many cases immediately (fully or partially) backfilling the trench21. In such cases, the likelihood of remineralization will be reduced; however, in the case of jetting (which fluidizes the sediment), suspended plumes of fine (clay and silt-size) sediment may be more widely dispersed by ocean currents, taking days to settle and hence increasing the chances of remineralization21,36. Second, organic carbon mineralization rates will depend on external factors. For example, not all organic carbon stored in sediments is labile, and may not be remineralized after disturbance37. Previous studies have attempted to calculate a mean global oxidation rate; however, there is significant variability, due in a large part to controls exerted by ocean depth, deposition rate and primary productivity, resulting in large uncertainties38. The degradability of organic carbon, and hence remineralization rates, strongly depend on the physiographic environment and the associated chemical, biological and physical processes38,39,40. For example, regional differences in water column and sediment oxygen concentrations, and hence markedly different carbon remineralization rates, may occur in different areas, such as coastal hypoxic zones that will feature very low remineralization rates41. The rate of reactivity can vary over at least four orders of magnitude in marine sediments worldwide42. Third, areas where cables are buried may already have been extensively trawled; hence, seabed carbon stocks may already have been perturbed. Finally, cable burial differs from bottom fishing as it is intended to be a one-off activity, in contrast to fishing that leads to repeated exhumation3,15. However, in the absence of field studies related to cable burial we consider the ranges of carbon loss determined from fishing studies to be a reasonable analogue for a first-order global calculation, where most carbon loss is observed following the first fishing trawl3,15,31./p>100 km3 Grand Banks landslide, which was triggered by a Mw 7.2 earthquake offshore Newfoundland in 192945. These natural disturbance events are increasingly recognized as playing an important role in the fate of sedimentary organic carbon, as they may funnel carbon to become efficiently buried in deep sea fans or hadal trenches, but may also exhume previously-buried carbon that can become remineralized11,46. A fundamental difference, however, is that such events are part of a natural spectrum that cannot be controlled, while human activities can be modified to minimize the potential for carbon disturbance./p>60 Mt (conservatively assuming only the top 1 cm is disturbed and 30% is lost17), which is at least two orders of magnitude greater than the cumulative total organic carbon lost due to cable burial since modern fiber-optic cables have been laid (Fig. 5). While the quantities of organic carbon lost due to cable burial are orders of magnitude smaller than associated with other human activities such as deep-sea trawling and dredging, they are non-trivial amounts that are not currently included in any global calculations and they add to the complex manner in which humans have and continue to alter natural sedimentary systems47. In light of ongoing efforts to more effectively manage marine carbon budgets, it is critical to limit disturbance of any sedimentary carbon stocks where possible. We therefore now discuss approaches that may limit such disturbance./p>2000 m. We then differentiated by cable lengths that lie on the continental shelf, the continental shelf between to water depth of 1500 m, and between 1500 m and 2000 m (based on the World Seafloor Geomorphology map of GRID Arendal63. We make this differentiation because cables are typically buried to water depths of up to 1500 m, but in some regions (particularly the NE Atlantic) burial is sometimes required to 2000 m water depth. In so doing, we aim to provide a conservative upper bound (i.e. including water depths of up to 2000 m). We then relate these cable lengths to the dimensions of the trenches excavated for cable burial, which provide upper and lower bounds for the potentially disturbed volume of sediment. Disturbed seabed area is derived by multiplying cable length by trench width (0.5–1.0 m), and then related to disturbed sediment volume by multiplying that value by trench depth (0.5–2.0 m). Finally, we relate the disturbed sediment volumes to the global modeled sedimentary carbon stocks of Atwood et al.2. We do this in two ways. First we simply base this on global average values of carbon/km2 within the top 1 m below seafloor that Atwood et al. provide for the continental shelf and continental slope. Second, we use the mapped values of carbon/km2 from the global model of Atwood (i.e. Fig. 2B), extracting the values along each cable route to enable a more geographically-resolved calculation. Where we assume a burial depth scenario of 0.5 m, we half this value, and for a burial depth of 2 m, we double the value./p>

Предыдущий: Bell Labs хочет превратить существующее оптоволокно в сетевой датчик Следующий: Мактраст Предложений: 4

Отправить запрос

Отправлять