Поскольку президент Северной Кореи обещает «денуклеаризировать» Корейский полуостров, международная группа ученых публикует самый подробный обзор места проведения последнего и крупнейшего в стране подземного ядерного испытания 3 сентября 2017 года.
Новая картина того, как взрыв изменил гору над взрывом, подчеркивает важность использования спутниковых радиолокационных изображений, называемых SAR (радар с синтезированной апертурой), в дополнение к сейсмическим записям для более точного отслеживания местоположения и мощности ядерных взрывов. испытания в Северной Корее и по всему миру.
Исследователи - Тенг Ван, Кибин Ши, Шэнджи Вей и Сильвен Барбот из Наньянского технологического университета в Сингапуре, Дуглас Дрегер и Роланд Бюргманн из Калифорнийского университета в Беркли, Мехди Никху из Немецкого исследовательского центра геонаук в Потсдаме, Махди Мотаг из Университета Лейбница в Ганновере и Ци-Фу Чен из Китайской академии наук в Пекине сообщат о своих результатах онлайн на этой неделе перед публикацией в журнале Science.
Этот взрыв произошел под горой Мантап на ядерном полигоне Пунгери на севере страны, сотряс этот район подобно землетрясению магнитудой 5,2. Основываясь на сейсмических записях из глобальных и региональных сетей, а также на радиолокационных измерениях земной поверхности до и после немецких спутников TerraSAR-X и японских радиолокационных спутников ALOS-2, команда показала, что подземный ядерный взрыв толкнул поверхность горы. Мантап выдвинулся наружу на целых 11 футов (3,5 метра) и ушел от горы примерно на 20 дюймов (0,5 метра).5 метров) короче.
Смоделировав событие на компьютере, они смогли точно определить место взрыва, прямо под вершиной высотой в милю, и его глубину, от четверти до трети мили (400-600 метров).) ниже пика.
Они также более точно определили другое сейсмическое событие, или афтершок, который произошел через 8,5 минут после ядерного взрыва, то есть примерно в 2300 футах (700 метров) к югу от взрыва бомбы. Это примерно на полпути между местом ядерного взрыва и входом в туннель и могло быть вызвано обрушением части туннеля или полости, оставшейся от предыдущего ядерного взрыва.
«Впервые были сфотографированы и представлены публике полные трехмерные смещения поверхности, связанные с подземным ядерным испытанием», - сказал ведущий автор Тенг Ван из Земной обсерватории Сингапура в Технологическом университете Наньян.
Собирая все это вместе, исследователи считают, что ядерные испытания, шестое и пятое в Северной Корее внутри горы. Мантап имел мощность от 120 до 300 килотонн, что примерно в 10 раз превышает мощность бомбы, сброшенной Соединенными Штатами на Хиросиму во время Второй мировой войны. Это делает его либо маленькой водородной, либо термоядерной бомбой, либо большой атомной бомбой или бомбой деления.
Новый сценарий отличается от двух отчетов на прошлой неделе, один из которых был принят к публикации в журнале Geophysical Research Letters, в котором точно указан взрыв почти в километре к северо-западу от места, указанного в новой статье, и пришел к выводу, что взрыв сделал всю гору непригодной для будущих ядерных испытаний.
"SAR действительно играет уникальную роль в мониторинге взрывов, потому что это прямое изображение местной поверхности земли, в отличие от сейсмологии, где вы изучаете природу источника, анализируя волны, излучаемые наружу от события на удаленных станциях, ", - сказал Дрегер, профессор Калифорнийского университета в Беркли по науке о Земле и планетах и член сейсмологической лаборатории Беркли.«SAR обеспечивает некоторую степень наземной проверки местоположения события, что очень сложно получить. Это первый случай, когда кто-либо действительно смоделировал механику подземного взрыва, используя спутниковые и сейсмические данные вместе».
«В отличие от стандартных спутниковых изображений с оптическими изображениями, SAR можно использовать для измерения деформации земли днем и ночью и при любых погодных условиях», - добавил коллега Дрегера и соавтор Роланд Бюргманн, профессор Калифорнийского университета в Беркли. планетарная наука. «Точно отслеживая смещения пикселей изображения в нескольких направлениях, мы смогли измерить полную трехмерную деформацию поверхности горы Мантап».
По словам Дрегера, новая информация предполагает следующий сценарий: взрыв произошел более чем в четверти мили (450 метров) ниже вершины горы Мантап, испарив гранитную породу в полости около 160 футов (50 метров). в поперечнике - размером с футбольный стадион - и повредив объем скалы около 1000 футов (300 метров) в поперечнике. Взрыв, вероятно, поднял гору на шесть футов (2 метра) и толкнул ее наружу на 11 футов (3-4 метра), хотя в течение нескольких минут, часов или дней скала над впадиной рухнула, образовав впадину.
Через восемь с половиной минут после взрыва бомбы близлежащая подземная полость обрушилась, вызвав афтершок магнитудой 4,5 с характеристиками имплозии.
Впоследствии гораздо больший объем расколотой породы, возможно, 1-2 километра в поперечнике, уплотнился, в результате чего гора опустилась примерно на 1,5 фута (0,5 метра) ниже, чем до взрыва.
«Возможно, на горе продолжается уплотнение после взрыва. Для возникновения этих асейсмических процессов требуется время», - сказал Дрегер.
Хотя можно отличить взрывы от природных землетрясений с помощью сейсмических сигналов, неопределенность может быть большой, сказал Дрегер. Взрывы часто вызывают близлежащие сейсмические разломы или другие естественные движения горных пород, которые делают сейсмические сигналы похожими на землетрясения, что затрудняет анализ. Данные РСА показали, что дополнительные ограничения, связанные с локальным статическим смещением, могут помочь сузить источник.
"Я надеюсь, что совместный анализ геодезических и сейсмических данных позволит нам улучшить различение землетрясений и взрывов и, безусловно, помочь в оценке мощности взрыва и уточнении нашей оценки глубины очага", - сказал Дрегер.
«Это исследование демонстрирует способность космического дистанционного зондирования помочь охарактеризовать крупные подземные ядерные испытания, если таковые будут проводиться в будущем», - сказал Ван. «В то время как наблюдение за тайными ядерными испытаниями опирается на глобальную сейсмическую сеть, потенциал космического мониторинга используется недостаточно».
Работа выполнена при поддержке Министерства образования Сингапура и Национального исследовательского фонда Сингапура, а также Исследовательской лаборатории ВВС США.