Se cree que Corea del Norte realizó una prueba de bomba de hidrógeno. Las ondas de choque sísmicas de la prueba subterránea se sintieron en China, y rápidamente detectado por Corea del Sur y Japón, ambos confirmaron de forma independiente que se trataba de una prueba nuclear. Entonces, ¿qué puede decirnos la ciencia sísmica sobre tales pruebas?

¿Cuál es la historia del uso de técnicas sísmicas para monitorear las pruebas nucleares?

El uso de lo que se llama "sismología forense" para detectar e identificar pruebas nucleares se remonta casi al nacimiento de las propias armas nucleares. En 1946, Estados Unidos realizó la primera prueba submarina de una bomba nuclear en el atolón Bikini en el Océano Pacífico. Las ondas de choque creadas por la gran explosión fueron captadas en sismómetros de todo el mundo, y los científicos se dieron cuenta de que la sismología podría usarse para monitorear este tipo de pruebas.

En 1963, en el apogeo de la Guerra Fría, las pruebas nucleares se trasladaron a la clandestinidad. Las ondas sísmicas de las pruebas subterráneas son más difíciles de detectar, porque el temblor que se siente en distancias tan largas es muy pequeño, solo alrededor de una millonésima de centímetro.

Para medir las ondas de las pruebas subterráneas, Los científicos desarrollaron instrumentos sismómetros más sensibles y comenzaron a instalar matrices sísmicas, donde se despliegan varios sismómetros a unos pocos kilómetros entre sí. Una matriz sísmica es más capaz de detectar las pequeñas vibraciones de una fuente en particular que un solo sismómetro, y también se puede utilizar para calcular con mayor precisión de dónde provienen originalmente las ondas.

En 1996, se abrió a las firmas el Tratado de Prohibición Completa de los Ensayos Nucleares (TPCE), con el objetivo de prohibir todas las explosiones nucleares. Para hacer cumplir este tratado, la Organización CTBT con sede en Viena está estableciendo un Sistema de Monitoreo Internacional con más de 50 estaciones de monitoreo sísmico para detectar pruebas nucleares en cualquier lugar de la Tierra.

Este sistema no solo usa sismómetros. Los instrumentos de infrasonido escuchan ondas sonoras de muy baja frecuencia, inaudible para el oído humano, generado por potenciales explosiones nucleares en la atmósfera; Los instrumentos hidroacústicos escuchan ondas de sonido que viajan largas distancias a través de los océanos generadas por explosiones submarinas. y los detectores de radionúclidos "detectan" los gases radiactivos liberados de un sitio de prueba nuclear.

¿Qué buscan los monitores sísmicos?

Cualquier tipo de terremoto o explosión, ya sea natural o artificial, produce diferentes tipos de ondas de choque que viajan a través de la Tierra y pueden ser detectadas por sismómetros, que puede medir movimientos de suelo muy pequeños. Las ondas más rápidas en llegar son las ondas primarias (ondas P), seguido de ondas secundarias (ondas S), que viajan profundamente a través de la Tierra. Luego vienen las ondas superficiales más lentas, que causan la mayor sensación de temblor a nivel del suelo porque solo viajan cerca de la superficie.

Los sismómetros usan la diferencia en los tiempos de llegada de los diferentes tipos de ondas para calcular a qué distancia ocurrió un terremoto o una explosión. y cuán profunda era su fuente. También pueden medir qué tan poderoso fue el terremoto (su magnitud).

¿Cómo distinguen los sismólogos entre una explosión y un terremoto?

hay muchas maneras de hacer esto. Uno es medir la profundidad a la que ocurrió el terremoto. Incluso con la tecnología de perforación moderna, solo es posible colocar un dispositivo nuclear a unos pocos kilómetros por debajo del suelo; si ocurre un terremoto a una profundidad de más de 10 km, podemos estar seguros de que no se trata de una explosión nuclear.

Los estudios de las numerosas pruebas nucleares que tuvieron lugar durante la Guerra Fría muestran que las explosiones generan ondas P más grandes que las ondas S en comparación con los terremotos. Las explosiones también generan ondas de superficie proporcionalmente más pequeñas que las ondas P. Por tanto, los sismólogos pueden comparar el tamaño de los diferentes tipos de ondas para tratar de determinar si las ondas proceden de una explosión o de un terremoto natural.

Para casos como Corea del Norte, que ha llevado a cabo una secuencia de ensayos nucleares desde 2006, podemos comparar directamente la forma de las ondas registradas en cada prueba. Como todas las pruebas se llevaron a cabo en sitios a unos pocos kilómetros entre sí, las olas tienen una forma similar, difiriendo sólo en magnitud.

¿Qué nos puede decir la sismología sobre la prueba más reciente?

Los datos sismológicos pueden decirnos si hubo una explosión, pero no si esa explosión fue causada por una ojiva nuclear o explosivos convencionales. Para la confirmación final de que una explosión fue nuclear, tenemos que confiar en la monitorización de radionúclidos, o experimentos en el propio sitio de prueba.

Similar, no podemos diferenciar explícitamente entre una bomba de fisión nuclear y una bomba de hidrógeno termonuclear, ni podemos decir si una bomba es lo suficientemente pequeña como para montarla en un misil, como afirma el gobierno de Corea del Norte.

Lo que podemos obtener de los datos es una idea del tamaño de la explosión. Esto no es simple ya que la magnitud de las ondas sísmicas y cómo se relacionan con el poder explosivo de la bomba depende en gran medida de dónde se llevó a cabo exactamente la prueba, y qué tan profundo bajo tierra. Pero en el caso de esta última prueba, podemos comparar directamente la magnitud con las pruebas anteriores de Corea del Norte.

Esta última explosión es considerablemente más poderosa que la última prueba del norte en septiembre de 2016; el centro noruego de monitoreo sísmico, NORSAR, estima una explosión equivalente a 120 kilotones de TNT. Para comparacion, las bombas lanzadas sobre Hiroshima y Nagasaki en 1945 produjeron explosiones de 15 y 20 kilotones, respectivamente.

¿Qué tan confiable es la tecnología?

A pesar de las advertencias anteriores, la sensibilidad mejorada de los instrumentos disponibles y el mayor número de estaciones de monitoreo significa que ahora existe una red muy confiable para detectar pruebas nucleares en cualquier parte del planeta.

Aunque el Tratado de Prohibición Completa de Pruebas no está en vigor, la experiencia científica de quienes investigan tales eventos siempre está mejorando. El hecho de que las agencias de monitoreo en Japón y Corea del Sur confirmaron esta última prueba en cuestión de horas muestra lo impresionante que puede ser.

Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original.