En liten seismisk händelse som inträffade i Nordkorea den 12 maj 2010 verkar ha berott på en jordbävning snarare än en liten underjordisk kärnvapenexplosion, enligt en ny analys publicerad i Bulletin från Seismological Society of America ( BSSA ).
Den nya studien ledd av seismologer från Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory motsäger resultaten av en rapport från 2015 som drog slutsatsen att den seismiska händelsen den 12 maj med magnituden 1,5 var en liten kärnvapenexplosion.
Den seismiska signaturen för en explosion kan särskiljas från den för en naturlig jordbävning genom att titta på förhållandet mellan två olika typer av seismiska vågor som produceras av händelsen. I BSSA-tidningen, Dr. Paul G. Richards och hans kollegor antyder att händelsen den 12 maj är mycket mer lik en jordbävning än en explosion.
Mer viktigt, Richards noterade, deras analys visar hur även mycket små seismiska händelser kan övervakas och analyseras för tecken på att vara en kärnvapenexplosion. Händelsen den 12 maj producerade seismiska signaler som är cirka tre tusen gånger mindre än de som kommer från bekräftade kärnvapenprov i Nordkorea som genomfördes 2013 och 2016.
Seismologisk övervakning av underjordiska kärnvapenexplosioner har pågått sedan slutet av 1950-talet, "men vi kan nu övervaka ned till extraordinärt små storlekar av seismiska händelser med hög tillförsikt, "Sa Richards. "Det var inte fallet för 30 eller ens 10 år sedan."
"Vi kommer aldrig att kunna göra det perfekt, men vi kan göra det ner till en så låg storlek att vi för alla praktiska ändamål kan veta om en kärnvapenexplosion har ägt rum i ett kärnvapenutvecklingsprogram, " han lade till.
De första tecknen på att en kärnvapenexplosion kan ha ägt rum i Nordkorea i maj 2010 kom från stationer i Sydkorea, Japan och Ryssland som plockade upp spår av radioaktiva isotoper som tyder på en kärnvapenexplosion. Genom att följa dessa ovanliga radionukliders väg genom atmosfären, forskare föreslog att de tillverkades i en region i Nordkorea där tidigare bekräftade kärnvapenprov hade ägt rum.
I början, forskare inklusive Richards och hans kollegor kunde inte hitta några tecken på den typ av liten seismisk händelse som skulle indikera en kärnexplosion med låg avkastning relaterad till radionuklidutsläppet. Men 2015, ett team av kinesiska seismologer identifierade en mycket liten seismisk händelse i regionen som inträffade den 12 maj 2010, och drog slutsatsen att händelsen kom från en kärnvapenexplosion.
"Händelsen de hittade var så liten att vi inte upptäckte den under vår ursprungliga studie, men allt verkade passa ihop med radionukliddata, " sa Richards.
Richards och kollegor undersökte den seismiska händelsen som upptäcktes av det kinesiska teamet, med hjälp av nyligen tillgängliga data från ett tillfälligt nätverk av seismiska stationer utplacerade i Kina som fångade händelsen i maj 2010. Men när de jämförde dessa data med seismiska signaturer från bekräftade kärnvapenexplosioner och jordbävningar som fångats på ett annat kinesiskt nätverk, "vi insåg att problemhändelsen visar sig mer likna en jordbävning, " sa Richards.
De huvudsakliga typerna av seismiska vågor som produceras av jordbävningar och explosioner kallas P- och S-vågor. (P-vågor komprimerar berg i samma riktning som vågens rörelse, medan S-vågor rör sig sten vinkelrätt mot vågens riktning). P/S-vågsförhållandet skiljer sig markant för jordbävningar och explosioner.
Om den seismiska händelsen den 12 maj var en jordbävning och inte en explosion, hur förklarar man radionukliddata med liknande tid? Richards noterade att det bästa sättet att bekräfta om en explosion har ägt rum är en inspektion på plats, vilket bara skulle vara möjligt om FN:s överenskommelse om omfattande testförbud (CTBT) var under full kraft. Flera nationer, inklusive Nordkorea och USA, inte har ratificerat fördraget, förhindra att den träder i kraft.
"Du kan föreställa dig att du då och då kommer att få motstridig teknisk information om en seismisk händelse när du bara använder data som samlats in på avstånd, ", sa Richards. "Under CTBT, det skulle vara möjligt att genomföra en inspektion på plats för att lösa denna typ av oenighet."
Metoderna som används i BSSA-dokumentet för att karakterisera mycket små seismiska händelser kan visa sig vara användbara även för jordbävningsforskare, sa Richards. "Om du studerar jordbävningar och du försöker bygga upp historien om tektoniken i en region, du vill inte att din lista över jordbävningar ska förorenas av alla gruvsprängningar och byggexplosioner."
