Al comparar dos mediciones de magnitud para eventos sísmicos registrados localmente, los investigadores pueden decir si el evento fue un pequeño terremoto o una explosión química enterrada de un solo fuego.

Los resultados, publicado en el Boletín de la Sociedad Sismológica de América , dar a los sismólogos una herramienta más para monitorear explosiones nucleares, particularmente explosiones de bajo rendimiento que se detectan utilizando estaciones sísmicas que están a 150 kilómetros (aproximadamente 93 millas) o menos del lugar de la explosión.

Los sismólogos utilizan una variedad de métodos para distinguir terremotos de explosiones, como analizar la relación entre las ondas P (que comprimen la roca en la misma dirección que el movimiento de una onda) y las ondas S (que mueven la roca perpendicularmente a la dirección de la onda). Sin embargo, métodos como la relación de ondas P / S no funcionan tan bien para eventos de magnitud 3 o menores, por lo que es fundamental el desarrollo de otras técnicas de discriminación, dijo el sismólogo de la Universidad de Utah Keith Koper. Los científicos han debatido, por ejemplo, si un pequeño evento sísmico que tuvo lugar el 12 de mayo de 2010 en Corea del Norte fue un terremoto natural o un terremoto inducido por una explosión nuclear de bajo rendimiento.

El nuevo estudio analiza la diferencia entre las mediciones de magnitud local (ML) y magnitud de duración de la coda (MC). Magnitud local, a veces denominado magnitud de Richter, estima la magnitud en función de la amplitud máxima de las ondas sísmicas detectadas. La magnitud de la duración de la coda se basa en la duración de un tren de ondas sísmicas y la longitud resultante del sismograma que produce.

Koper y sus estudiantes tropezaron con la utilidad potencial de esta comparación en uno de sus seminarios de posgrado hace unos cuatro años. mientras los estudiantes practicaban la programación y la comparación de diferentes tipos de magnitudes. "Resultó que cuando observabas estas diferencias de magnitud, había un patrón, ", dijo." Todos estos terremotos en Utah que están asociados con la minería del carbón tienen una magnitud de coda mayor, con sismogramas más largos de lo normal ".

En comparación con los terremotos que ocurren naturalmente, Los eventos sísmicos causados ​​por la actividad humana tienden a tener un MC mayor que el ML, los investigadores concluyeron en un artículo de 2016. Los eventos sísmicos muy poco profundos tienen un CM mayor que los eventos enterrados más profundos, ellos encontraron, al tiempo que observa que la mayoría de las actividades humanas que inducirían terremotos tienen lugar a poca profundidad en la corteza, en comparación con los orígenes más profundos de los terremotos naturales.

Los hallazgos sugirieron que la diferencia ML-MC podría ser útil para detectar explosiones nucleares a nivel local, pero las múltiples detonaciones en una operación minera de carbón, esparcidos en el espacio y el tiempo, producen una firma sísmica diferente a la del disparo único compacto de una explosión nuclear.

Para probar más el método de discriminación, los investigadores buscaron "explosiones que fueran mejores sustitutos, compacto, y no las típicas explosiones industriales, "Dijo Koper.

En el estudio BSSA, Koper y sus colegas aplicaron la diferencia ML-MC a tres experimentos en el oeste de EE. UU. Que registraron datos en redes locales de explosiones enterradas de un solo fuego y terremotos naturales:el Experimento Sísmico del Arco Bighorn (BASE) de 2010 en el norte de Wyoming, el experimento de imágenes Magma Under St. Helens (iMUSH) en el estado de Washington de 2014 a 2016, y las explosiones de la Fase I del Experimento de Física de la Fuente (SPE) en Nevada de 2011 a 2016.

El método pudo separar con éxito las explosiones de los terremotos naturales en los datos de los tres sitios, los investigadores encontraron, confirmando que sería potencialmente útil para identificar pequeñas explosiones nucleares subterráneas en lugares que solo están cubiertos por una red sísmica local.

Más allá de la sismología de explosión, el método también podría ayudar a identificar y analizar otros terremotos que tienen fuentes poco profundas, incluyendo algunos terremotos inducidos por actividades humanas como la recuperación de petróleo y gas, Dijo Koper.