ماذا يحدث حين تتعطل الكابلات المشغلة لخدمة الإنترنت في أعماق البحار؟

ماذا يحدث حين تتعطل الكابلات المشغلة لخدمة الإنترنت في أعماق البحار؟

يعتمد تسعة وتسعون في المئة من الاتصالات الرقمية في العالم على الكابلات البحرية. وعندما تتعطل، فقد يؤدي ذلك إلى كارثة لإنترنت بلد بأكمله. كيف تصلح خللا في قاع المحيط؟

كان التوقيت بعد الساعة 17:00 بقليل في يوم 18 نوفمبر/ تشرين الثاني من عام 1929، عندما بدأت الأرض تهتز. قبالة ساحل شبه جزيرة بورين نتوء يشبه الإصبع في جنوب مقاطعة نيوفاوندلاند بكندا أزعج زلزال بقوة 7.2 درجة هدوء المساء. لم يلاحظ السكان سوى القليل من الضرر في البداية سقوط بعض أواني المداخن.

ولكن في البحر، كانت هناك قوة غير مرئية تتحرك. بحلول الساعة 19:30 تقريبا، ضرب تسونامي بارتفاع 13 مترا اليابسة في شبه جزيرة بورين. في المجموع، فقد 28 شخصا حياتهم نتيجة للغرق أو الإصابات الناجمة عن الموجة.

كان الزلزال مدمرا للمجتمعات المحلية، ولكن كان له أيضا تأثير طويل الأمد في البحر. لقد تسبب في انهيار أرضي تحت الماء. تشير السجلات التاريخية إلى أن الناس لم يدركوا هذا في ذلك الوقت، لأن لا أحد كان يعلم بوجود مثل هذه الانهيارات الأرضية تحت الماء.

عندما يتم تحريك الرواسب بسبب الزلازل والأنشطة الجيولوجية الأخرى، فإن ذلك يجعل الماء أكثر كثافة، ما يتسبب في تدفقه إلى أسفل مثل انهيار جليدي من الثلج نحو أسفل الجبل.

لقد سار الانهيار الأرضي تحت الماء المسمى تيار العكارة لمسافة أكثر من 1000 كيلومتر من مركز الزلزال على المنحدر القاري “لورينتيان”، بسرعات تتراوح بين 50 و 70 عقدة (5780 ميلاً في الساعة).

وعلى الرغم من أن الانهيار الأرضي لم يلاحظ في ذلك الوقت، إلا أنه ترك دليلاً واضحا. في طريقه كان هناك أحدث ما توصلت إليه تكنولوجيا الاتصالات في ذلك الوقت: الكابلات البحرية عبر المحيط الأطلسي.

لقد تحطمت تلك الكابلات. انقطعت 12 من هذه الكابلات من إجمالي 28 في أماكن متفرقة. وقد حدثت بعض الانقطاعات الـ 28 بشكل متزامن تقريبا مع الزلزال.

لكن الانقطاعات الـ 16 الأخرى حدثت على مدى فترة أطول بكثير، حيث انقطعت الكابلات واحدا تلو الآخر في نمط تموج غامض، من 59 دقيقة بعد الزلزال إلى 13 ساعة و 17 دقيقة لاحقا، وعلى بعد أكثر من 500 كيلومتر من مركز الزلزال.

ولو كانت جميع الكابلات قد انقطعت بفعل الزلزال نفسه، لكانت جميعها قد انقطعت في نفس الوقت ــ لذا بدأ العلماء يتساءلون: لماذا لم تنقطع؟ ولماذا انقطعت واحدة تلو الأخرى؟

ولم يتمكن الباحثون حتى عام 1952 من تجميع الأسباب التي أدت إلى قطع الكابلات على التوالي، على مساحة كبيرة، وعلى فترات زمنية بدا أنها تتباطأ كلما ابتعدت عن مركز الزلزال.

لقد اكتشفوا أن انهياراً أرضياً حطمها ــ وارتبطت أماكن الكابلات المنكسرة بحركة ذلك الانهيار الأرضي عبر قاع البحر. وحتى تلك النقطة، لم يكن أحد يعلم بوجود تيارات العكارة. ولأن هذه الكابلات انكسرت، ولأن هناك سجلاً لوقت انكسارها، فقد ساعدت في فهم حركات المحيطات فوق السطح وتحته. وتسببت في عمليات إصلاح معقدة، ولكنها أصبحت أيضاً بالمصادفة بمثابة أدوات علمية، تسجل ظاهرة طبيعية مدهشة بعيدة كل البعد عن أنظار البشر.

على مدى العقود التالية، ومع توسع شبكة الكابلات البحرية العميقة العالمية، أدى إصلاحها وصيانتها إلى اكتشافات علمية أخرى مذهلة، وفتح عوالم جديدة تماما وسمح لنا باستكشاف قاع البحار كما لم يحدث من قبل، مع السماح لنا أيضا بالتواصل بسرعة قياسية. في الوقت نفسه، أصبحت حياتنا اليومية ودخولنا وصحتنا وسلامتنا تعتمد بشكل متزايد على الإنترنت وفي نهاية المطاف، على هذه الشبكة المعقدة من الكابلات البحرية. إذن ماذا يحدث عندما تتعطل تلك الكابلات؟

كيف تنتقل بياناتنا؟

هناك نحو 1.4 مليون كيلومتر (870.000 ميل) من كابلات الاتصالات في قاع البحار، وتغطي كل محيطات الكوكب. إذا تم مد هذه الكابلات من طرف إلى طرف، فإنها سوف تتجاوز قطر الشمس، وهي مسؤولة عن نقل 99 في المئة من جميع البيانات الرقمية. ولكن لسبب مهم للغاية، فهي نحيفة بشكل مذهل غالبا ما يزيد قطرها قليلاً عن 2 سمنتيمتر، أو بعرض خرطوم مياه.

إذا تكرر انقطاع الكابلات الشامل الذي حدث في عام 1929، فسوف يخلف تأثيرات كبيرة على الاتصالات بين أمريكا الشمالية وأوروبا. ومع ذلك، يقول مايك كلير، المستشار البيئي البحري للجنة الدولية لحماية الكابلات، والذي يبحث في تأثيرات الأحداث البيئية المتطرفة على الأنظمة البحرية: “في الغالب، تتمتع الشبكة العالمية بقدرة كبيرة على الصمود. هناك ما بين 150 إلى 200 حالة من الضرر للشبكة العالمية كل عام. لذا إذا نظرنا إلى هذا مقابل 1.4 مليون كيلومتر، فهذا ليس كثيرا، وفي الغالب، عندما يحدث هذا الضرر يمكن إصلاحه بسرعة نسبية”.

كيف يعمل الإنترنت على مثل هذه الكابلات الرفيعة، ويتجنب الانقطاعات الكارثية؟

منذ وضع الكابلات الأولى في القرن التاسع عشر، تعرضت لأحداث بيئية متطرفة، من الانفجارات البركانية تحت الماء إلى الأعاصير والفيضانات. لكن السبب الأكبر للضرر ليس طبيعيا.

يقول ستيفن هولدن رئيس الصيانة لمناطق أوروبا والشرق الأوسط وأفريقيا في شركة غلوبال مارين، وهي شركة هندسية بحرية متخصصة في إصلاحات الكابلات تحت سطح البحر إن معظم الأعطال، التي تتراوح نسبتها بين 70 و80 في المئة حسب مكان وجودك في العالم، مرتبطة بأنشطة بشرية عرضية مثل إسقاط مراسي السفن أو جر شباك الصيد، والتي تعلق بالكابلات. تحدث هذه الأعطال عادة في أعماق تتراوح بين 200 و300 متر (لكن الصيد التجاري يتجه بشكل متزايد إلى المياه العميقة في بعض الأماكن، 1500 متر في شمال شرق المحيط الأطلسي).

يقول هولدن إن ما بين 10 إلى 20 في المئة فقط من الأعطال في جميع أنحاء العالم تتعلق بالمخاطر الطبيعية، وترتبط في كثير من الأحيان بتآكل الكابلات في الأماكن التي تسبب فيها التيارات احتكاكها (الكابلات) بالصخور، ما يتسبب في ما يسمى “أعطال التحويل”.

ويضيف مايك كلير: “إن فكرة أن الكابلات تنقطع بسبب عض أسماك القرش لها أصبحت الآن أشبه بأسطورة حضرية… كانت هناك حالات قامت فيها أسماك القرش بإتلاف الكابلات، ولكن هذا قد انتهى منذ فترة طويلة، لأن صناعة الكابلات تستخدم الآن طبقة من مادة كيفلار (ألياف صناعية مقواة) لتقويتها”.

ومع ذلك، يجب أن تظل الكابلات رقيقة وخفيفة في المياه العميقة، للمساعدة في عملية الاسترداد والإصلاح. إن سحب كابل كبير وثقيل من آلاف الأمتار تحت مستوى سطح البحر من شأنه أن يضع قدرا هائلا من الضغط عليه. إن الكابلات الأقرب إلى الشاطئ هي التي تميل إلى أن تكون مدرعة (مقواة) بشكل أفضل لأنها أكثر عرضة للعلوق بالشباك والمراسي.

جيش من سفن الإصلاح المتأهبة

إذا تم اكتشاف عطل، يتم إرسال سفينة إصلاح. يقول ميك ماكفرن، نائب رئيس العمليات البحرية في شركة ألكاتل للشبكات البحرية، “إن كل هذه السفن موزعة بشكل استراتيجي حول العالم، لتكون على بعد 10 إلى 12 يوما من القاعدة إلى الميناء. لديك هذا الوقت لتحديد مكان الخلل، وتحميل الكابلات وأجهزة التكرار” والتي تزيد من قوة الإشارة أثناء انتقالها على طول الكابلات. ويضيف: “في الأساس عندما تفكر في مدى ضخامة النظام، فإن الانتظار ليس طويلاً”.

في حين استغرق إصلاح آخر أضرار الكابلات البحرية الناجمة عن زلزال جزيرة نيوفاوندلاند عام 1929 تسعة أشهر، يقول ماكفرن إن إصلاح الكابلات في المياه العميقة الآن يجب أن يستغرق أسبوعا أو أسبوعين حسب الموقع والطقس. “عندما تفكر في عمق المياه ومكانها، فهذا ليس حلاً سيئا”.

هذا لا يعني أن الإنترنت في دولة بأكملها سوف يتعطل لمدة أسبوع. تمتلك العديد من الدول المزيد من الكابلات والمزيد من النطاق الترددي داخل تلك الكابلات أعلى من الحد الأدنى المطلوب، بحيث إذا تضرر بعضها، يمكن للآخرين تعويض النقص. وهذا ما يسمى بالتكرار (أو الوفرة) في النظام.

وبسبب هذا التكرار، لن يلاحظ معظمنا أبدا أن كابلا بحريا واحدا قد تعرض للتلف ربما يقتصر الأمر على أن يستغرق تحميل هذه المقالة أو تلك ثانية أو ثانيتين أطول من المعتاد. في الحالات القصوى، قد يكون هذا هو الشيء الوحيد الذي يبقي دولة ما على اتصال بالإنترنت.

لقد أدى زلزال بقوة 7 درجات قبالة ساحل تايوان في عام 2006 إلى قطع عشرات الكابلات في بحر الصين الجنوبي لكن حفنة منها ظلت متصلة بالإنترنت.

لإصلاح الضرر، تنشر السفينة خطافا لرفع وقص الكابل، وسحب أحد الطرفين السائبين إلى السطح فوق مقدمة السفينة ولفه باستخدام أسطوانات كبيرة تعمل بمحرك. ثم يتم رفع الجزء المتضرر إلى غرفة داخلية وفحصه بحثا عن الخلل وإصلاحه، ثم اختباره عن طريق إرسال إشارة إلى الأرض من السفينة، ثم يتم إغلاقه وربطه بعوامة، بينما تتكرر العملية على الطرف الآخر من الكابل.

بمجرد إصلاح كلا الطرفين، يتم توصيل كل الألياف الضوئية معا تحت المجهر للتأكد من وجود اتصال جيد، ثم يتم توصيلهما وربطهما ببعضهما البعض بوصلة عالمية متوافقة مع أي كابل من أي مصنع، ما يجعل الحياة أسهل لفرق الإصلاح الدولية، كما يقول ماكفرن.

يتم إنزال الكابلات التي تم إصلاحها مرة أخرى في الماء، وفي المياه الضحلة حيث قد يكون هناك المزيد من حركة القوارب، يتم دفنها في خنادق.

يمكن للمركبات التي يتم تشغيلها عن بعد تحت الماء (ROVs)، والمجهزة بنفاثات عالية الطاقة، أن تفجر مسارات في قاع البحر لوضع الكابلات فيها.

في المياه العميقة، تتم المهمة بواسطة المحاريث المجهزة بنفاثات، ويتم سحبها على طول قاع البحر بواسطة سفن إصلاح كبيرة فوق سطح المياه. يزن بعض المحاريث أكثر من 50 طنا، وفي البيئات القاسية، هناك حاجة إلى معدات أكبر مثل إحدى المهام التي يتذكرها ماكفرن في المحيط القطبي الشمالي، والتي تطلبت أن تسحب السفينة محراثا يبلغ وزنه 110 أطنان، وقادرا على دفن الكابلات على عمق 4 أمتار واختراق التربة الصقيعية.

“أجهزة استشعار” في قاع البحر

لقد أدى وضع وإصلاح الكابلات إلى اكتشاف بعض المعلومات العلمية المدهشة في البداية عن طريق المصادفة إلى حد ما، كما في حالة الكابلات المقطوعة والانهيارات الأرضية، وفي وقت لاحق، عن طريق التصميم، حيث بدأ العلماء في استخدام الكابلات عمدا كأدوات بحث.

بدأت هذه الدروس من أعماق البحار مع وضع أول كابلات عبر الأطلسي في القرن التاسع عشر. لاحظ عمال الكابلات أن المحيط الأطلسي يصبح ضحلا في المنتصف، واكتشفوا عن غير قصد سلسلة جبال وسط الأطلسي.

اليوم، يمكن استخدام كابلات الاتصالات كـ “أجهزة استشعار صوتية” للكشف عن الحيتان والسفن والعواصف والزلازل في أعالي البحار.

يقول مايك كلير إن الضرر الذي يلحق بالكابلات يوفر للصناعة “فهما جديدا أساسيا للمخاطر الموجودة في أعماق البحار. ما كنا لنعرف أبدا أن هناك انهيارات أرضية تحدث تحت البحر بعد الانفجارات البركانية لولا الضرر الذي سببته (للكابلات)”.

وفي بعض الأماكن، تزيد ظاهرة التغير المناخي من صعوبة الأمور. فالفيضانات في غرب أفريقيا تتسبب في زيادة تدفق المياه إلى أودية نهر الكونغو، وهو ما يحدث عندما تتدفق كميات كبيرة من الرواسب إلى النهر بعد الفيضان.

ثم يتم التخلص من هذه الرواسب من مصب النهر إلى المحيط الأطلسي، وهو ما قد يؤدي إلى إتلاف الكابلات.

ويقول ماكفرن: “نعلم الآن ضرورة وضع الكابلات بعيداً عن مصب النهر”.

ويتوقع الخبراء أن بعض الأضرار ستكون حتمية. فقد دمر ثوران بركان “هونغا تونغا” في عامي 2021 و2022 كابل الإنترنت تحت سطح البحر، الذي يربط دولة تونغا الواقعة في جزر المحيط الهادئ ببقية العالم.

واستغرق الأمر خمسة أسابيع حتى عادت خدمة الإنترنت إلى العمل بشكل كامل مرة أخرى، على الرغم من استعادة بعض الخدمات المؤقتة بعد أسبوع.

وفي حين كان هذا الثوران الضخم (الذي ألقى سحابة من الرماد لمسافة 58 كيلومترا في الهواء) حدثا كبيرا بشكل استثنائي، فإن ربط دولة جزيرة في منطقة نشطة بركانيا بالإنترنت سيحمل دائما بعض المخاطر، كما يقول ستيفن هولدن.

ومع ذلك، تحصل العديد من الدول على الإنترنت عبر كابلات بحرية متعددة، ما يعني أن عطلا واحدا، أو حتى أعطال متعددة، قد لا يلاحظها مستخدمو الإنترنت، حيث يمكن للشبكة الرجوع إلى كابلات أخرى في حالة حدوث أزمة.

ويضيف مايك كلير: “يشير هذا حقا إلى سبب الحاجة إلى التنوع الجغرافي لمسارات الكابلات. وبشكل خاص بالنسبة للجزر الصغيرة في أماكن مثل جنوب المحيط الهادئ، التي تشهد عواصف استوائية وزلازل وبراكين، فهي معرضة للخطر بشكل خاص، ومع تغير المناخ تتأثر مناطق مختلفة بطرق مختلفة”.

ومع تطور الصيد والشحن، قد يصبح تجنب الكابلات أسهل. ويقول ستيفن هولدن إن ظهور نظام التعريف الآلي (AIS) في الشحن أدى إلى انخفاض في الأضرار التي قد تنجم عن إسقاط المراسي، لأن بعض الشركات تقدم الآن خدمة يمكنك عبرها اتباع نمط محدد للتباطؤ والرسو.

ولكن في مناطق من العالم حيث تكون سفن الصيد غالبا أقل تطوراً، ويتم تشغيلها بواسطة أطقم أصغر حجماً، لا يزال يحدث تلف للكابلات بسبب الرسو.

في تلك الأماكن، هناك خيار يتمثل في إخبار الناس بمكان وجود الكابلات، وزيادة الوعي، كما يقول كلير، ويضيف: “من مصلحة الجميع أن يستمر الإنترنت في العمل”.