研究人员在意大利那不勒斯Campi Flegrei活火山地区建造了一个光纤陀螺仪原型，用于高分辨率、实时监测地震引起的地面旋转。更好地了解这个人口密集地区的地震活动可以改进风险评估，并可能改进早期预警系统。

　　“当地震活动发生时，地球表面会经历线性和旋转运动，”来自意大利国家地震研究所(CNR-INO)的研究小组组长Saverio Avino说。“虽然自转通常非常小，通常不被监测，但捕捉它们的能力将使我们更全面地了解地球的内部动力学和震源。”

　　在《应用光学》杂志上，研究人员报告了旋转传感器的初步观测数据，该传感器基于一个2公里长的光纤陀螺仪。该传感器在连续记录数据超过5个月的情况下表现良好，能够检测到小到中等局部地震的噪音和地面旋转。

　　那不勒斯的大都会拥有大约300万人口和三座活火山。整个区域被多参数传感器网格覆盖，提供各种物理和化学参数的实时监测，用于研究地震和火山活动。

　　来自国家地球物理和火山学研究所(INGV)的研究小组成员Danilo Galuzzo说:“地面旋转的测量将为这个复杂的传感器马赛克添加另一块砖。”

　　“这些额外的信息也将有助于全面了解火山地震信号，这对于探测火山动力学的任何变化至关重要。”

　　测量rotatio运动部分

　　陀螺仪是用来检测和测量方向或角速度(物体旋转的速率)变化的设备。例如，在智能手机中，简单的陀螺仪检测和测量设备的方向和旋转。为了测量地震或火山活动产生的地震波的旋转，研究人员基于萨格纳克效应开发了一种更复杂的陀螺仪。

　　当光沿相反方向绕闭环运动时，就会出现Sagnac效应。这导致了光中可测量的干涉模式，这取决于环路的旋转速率。通过测量光干涉，可以实现高分辨率的角速度检测。

　　阿维诺说:“我们的实验室位于活火山地区的中心，因此形成了地震的自然来源。”“因为我们几乎每天都会经历中小地震，所以我们可以测量和获取大量的地面旋转数据，这些数据可以连续分析，以研究Campi Flegrei地区的地震和火山现象。”

　　研究人员使用标准的实验室仪器和组件组装了一个光纤旋转传感器的原型。为了测试它，他们将光注入一根2公里长的光缆中，类似于光通信使用的光缆。

　　光纤电缆在输入和输出连接的地方形成一个环路，形成一个连续的光路，没有中断，并精确地缠绕在直径为25厘米的铝线轴上，形成一个线圈。

　　在实验过程中，光学传感器被放置在一个受控的实验室环境中，该环境位于火山口顶部的一座建筑物中，火山口是火山爆发和崩塌时形成的一个大洼地。

　　该论文的第一作者Marialuisa Capezzuto说:“这个系统的第一个版本显示出与其他最先进的光纤陀螺仪相当的分辨率。”Marialuisa Capezzuto来自CNR-INO，从事实验设备的工作。“它还具有非常好的占空比，即仪器测量/获取数据的时间百分比，这使我们能够连续运行系统约五个月。”

　　“原型陀螺仪只能测量旋转运动的三个方向组件中的一个。然而，结合三个相同的陀螺仪，每个陀螺仪捕获不同的旋转轴，可以用来捕获所有三个组件，”意大利航天局(ASI)的Luigi Santamaria Amato说。

　　一旦研究人员提高了单轴系统的分辨率和稳定性，他们计划建立一个三轴陀螺仪。最终，他们希望在Campi Flegrei地区建立一个永久的地面旋转观测站。