Международная система мониторинга - это ведущая глобальная сейсмическая сеть для наблюдения за испытаниями ядерного оружия по всему миру. Однако для расширения возможностей обнаружения системы международным наблюдателям следует искать данные, методы и опыт небольших региональных сейсмических сетей.
В статье, опубликованной в рамках предстоящего тематического раздела о региональных сейсмических сетях в Seismological Research Letters, сейсмолог из Университета Юты Кит Копер объясняет, как работа региональных сейсмических сетей в Северной Америке способствует мониторингу ядерных испытаний, в частности в случае маломощных взрывов. Копер является директором сейсмографических станций Университета штата Юта.
Необходимость обнаружения взрывов малой мощности - взрывов мощностью менее 0,5 килотонн, вызывающих сейсмические события от 1,0 до 3,0 - стала более насущной, учитывая противоречивые отчеты о российских испытаниях малой мощности на ее арктическом острове. базу на Новой Земле и в Северной Корее, где исследователи спорят о том, было ли событие 2010 года взрывом или природным землетрясением.
«Будь то с опытным тестировщиком, таким как Россия, или с неопытным тестировщиком, таким как Северная Корея, правительство США очень заинтересовано в этих небольших мероприятиях», - сказал Копер.
Эти небольшие сейсмические события, вероятно, будут хорошо зарегистрированы только на локальном расстоянии от 150 до 200 километров, и их трудно отличить от землетрясений и других видов промышленных взрывов. Региональные сейсмические сети, которые работают на локальных расстояниях и регулярно создают каталоги небольших землетрясений, которые не должны быть загрязнены сейсмическим шумом, не связанным с землетрясением, хорошо оснащены для решения этих задач.
«Это своего рода наш хлеб с маслом - обнаружение, определение местоположения и оценка размера этих небольших событий», - отметил Копер. «Это способ, которым региональные сети в Северной Америке могут внести свой вклад в эту важную проблему глобальной безопасности».
В документе SRL Копер приводит несколько примеров того, как региональные сейсмические сети предоставляют данные, которые могут быть полезны для международного ядерного мониторинга. Большинство региональных сейсмических сетей в Северной Америке сосредоточено вокруг определенной «сейсмо-тектонической особенности, которая требует дополнительного мониторинга по сравнению с тем, что вы можете получить от глобальной или национальной сети», - сказал Копер, например, в зоне разлома Нью-Мадрид в центральной части Соединенных Штатов. или зона субдукции Каскадия на северо-западе Тихого океана.
Данные из нескольких североамериканских региональных сетей помогают сейсмологам усовершенствовать некоторые из обычных методов, которые они используют, чтобы отличить взрывы от природных землетрясений, такие как сравнение поверхностных и объемных сейсмических волн и расчет соотношения между P-волнами и S-волнами. волны.(P-волны сжимают породу в том же направлении, что и движение волны, в то время как S-волны перемещают породу перпендикулярно направлению волны.) Хотя эти методы могут идентифицировать землетрясения на региональном и глобальном расстоянии, данные, собранные региональными сетями, показывают, что эти методы могут не работать аналогичным образом на местных расстояниях.
Определенные регионы могут предоставить другую важную информацию для мониторинга. Например, геология северо-востока США больше похожа на азиатские испытательные полигоны, чем геология западной части Северной Америки. «Если вы действительно заинтересованы в обнаружении объектов, скажем, в Северной Корее, северо-восток США является лучшим геологическим аналогом», - сказал Копер..
Помимо IMS, различение ядерных испытаний малой мощности также представляет интерес для таких агентств, как Министерство обороны США и национальные лаборатории. В штате Юта, например, Исследовательская лаборатория ВВС предоставила средства региональным сетевым операторам для создания каталога времени, местоположения и масштабов взрывов на шахтах Юты.«Для людей, которые тестируют новые методы различения, возможно, основанные на машинном обучении или чем-то подобном, мы можем предоставить этот хороший, достоверный каталог», - сказал Копер.