När Nordkoreas president lovar att "avkärna" den koreanska halvön, ett internationellt team av forskare publicerar den mest detaljerade bilden hittills av platsen för landets senaste och största underjordiska kärnvapenprov den 3 september, 2017.

Den nya bilden av hur explosionen förändrade berget ovanför detonationen belyser vikten av att använda satellitradarbilder, kallas SAR (synthetic aperture radar), förutom seismiska inspelningar för att mer exakt övervaka platsen och utbytet av kärnvapenprov i Nordkorea och runt om i världen.

Forskarna - Teng Wang, Qibin Shi, Shengji Wei och Sylvain Barbot från Nanyang Technological University i Singapore, Douglas Dreger och Roland Bürgmann från University of California, Berkeley, Mehdi Nikkhoo från det tyska forskningscentret för geovetenskap i Potsdam, Mahdi Motagh från Leibniz Universität Hannover, och Qi-Fu Chen från den kinesiska vetenskapsakademin i Peking – kommer att rapportera sina resultat online denna vecka innan de publiceras i tidskriften Vetenskap .

Den explosionen ägde rum under Mount Mantap vid Punggye-ri kärnvapenprovplats i landets norra, skaka området som en jordbävning med magnituden 5,2. Baserat på seismiska inspelningar från globala och regionala nätverk, och före och efter radarmätningar av markytan från Tysklands TerraSAR-X och Japans ALOS-2 radaravbildningssatelliter, teamet visade att den underjordiska kärnkraftsexplosionen tryckte ytan av Mount Mantap utåt med så mycket som 11 fot (3,5 meter) och lämnade berget cirka 20 tum (0,5 meter) kortare.

Genom att modellera händelsen på en dator, de kunde fastställa platsen för explosionen, direkt under den milhöga toppen, och dess djup, mellan en kvart och en tredjedel av en mil (400-600 meter) under toppen.

De lokaliserade också mer exakt en annan seismisk händelse, eller efterskalv, som inträffade 8,5 minuter efter kärnvapenexplosionen, sätter det några 2, 300 fot (700 meter) söder om bombsprängningen. Detta är ungefär halvvägs mellan platsen för den nukleära detonationen och en tillträdestunnelingång och kan ha orsakats av kollapsen av en del av tunneln eller av en kavitet som återstår från en tidigare kärnvapenexplosion.

"Detta är första gången de fullständiga tredimensionella ytförskjutningarna i samband med ett underjordiskt kärnvapenprov avbildades och presenterades för allmänheten, " sa huvudförfattaren Teng Wang från Earth Observatory i Singapore vid Nanyang Technological University.

Att lägga ihop allt detta, forskarna uppskattar att kärnvapenprovet, Nordkoreas sjätte och femte inuti berget Mantap, hade en avkastning mellan 120 och 300 kiloton, cirka 10 gånger styrkan av den bomb som USA släppte på Hiroshima under andra världskriget. Det gör det antingen till ett litet väte, eller fusion, bomb eller en stor atom, eller fission, bomba.

Det nya scenariot skiljer sig från två rapporter förra veckan, varav en har accepterats för publicering i tidskriften Geophysical Research Letters, som pekade ut explosionen nästan en kilometer nordväst om platsen som identifierades i den nya tidningen, och drog slutsatsen att sprängningen gjorde hela berget olämpligt för framtida kärnvapenprov.

"SAR har verkligen en unik roll att spela för att övervaka explosioner eftersom det är direkt avbildning av den lokala markytan, till skillnad från seismologi, där du lär dig vilken typ av källa som analyserar vågor som strålar ut från händelsen på avlägsna stationer, sade Dreger, en UC Berkeley professor i jord- och planetvetenskap och medlem av Berkeley Seismological Laboratory. "SAR tillhandahåller ett visst mått på marken för händelsens plats, en mycket utmanande sak att komma till. Det här är första gången någon faktiskt har modellerat mekaniken i en underjordisk explosion med hjälp av satellit och seismisk data tillsammans."

"I motsats till vanliga optiska satellitbilder, SAR kan användas för att mäta jorddeformation dag och natt och under alla väderförhållanden, " tillade Dregers kollega och medförfattare Roland Bürgmann, en UC Berkeley professor i jord- och planetvetenskap. "Genom att exakt spåra bildens pixelförskjutningar i flera riktningar, vi kunde mäta den fullständiga tredimensionella ytdeformationen av Mt. Mantap."

Enligt Dreger, den nya informationen föreslår följande scenario:Explosionen inträffade mer än en kvarts mil (450 meter) under toppen av berget Mantap, förångar granitsten i ett hålrum med en diameter på cirka 160 fot (50 meter) och skadar en bergvolym på cirka 1, 000 fot (300 meter) tvärs över. Sprängningen höjde sannolikt berget två meter och tryckte det utåt upp till 3-4 meter, dock inom några minuter, timmar eller dagar kollapsade berget ovanför kaviteten och bildade en fördjupning.

Åtta och en halv minut efter bombexplosionen, en närliggande underjordisk hålighet kollapsade, producerar ett efterskalv på 4,5 magnitud med egenskaperna hos en implosion.

Senare, en mycket större volym bruten sten, kanske 1 mil (1-2 kilometer) tvärsöver, komprimerad, vilket fick berget att sjunka till cirka 1,5 fot (0,5 meter) lägre än före explosionen.

"Det kan finnas fortsatt packning efter explosionen vid berget. Det tar tid för dessa aseismiska processer att inträffa, sa Dreger.

Även om det är möjligt att skilja explosioner från naturliga jordbävningar med hjälp av seismiska vågformer, osäkerheten kan vara stor, sa Dreger. Explosioner utlöser ofta jordbävningsförkastningar i närheten eller andra naturliga stenrörelser som får de seismiska signalerna att se jordbävningsliknande ut, förvirrande analysen. SAR -data avslöjade att ytterligare begränsningar från den lokala statiska förskjutningen kan hjälpa till att begränsa källan.

"Jag hoppas att genom att gemensamt analysera de geodetiska och seismiska data, vi kommer att kunna förbättra diskrimineringen mellan jordbävningar och explosioner, och verkligen hjälpa till med att uppskatta utbytet av en explosion och förbättra vår uppskattning av källans djup, sa Dreger.

"Denna studie visar förmågan hos rymdburen fjärranalys för att hjälpa till att karakterisera stora underjordiska kärnvapenprov, om någon, i framtiden, "Sade Wang. "Medan övervakning av hemliga kärnvapenprov förlitar sig på ett globalt seismiskt nätverk, potentialen för rymdburen övervakning har underutnyttjats."