Sismologia Forense - Forensic seismology
Sismologia forense é o uso forense de técnicas de sismologia para detectar e estudar fenômenos distantes, particularmente explosões , incluindo aquelas de armas nucleares .
Devido à eficiência com a qual as ondas sísmicas se propagam pela Terra e às dificuldades técnicas de desacoplar explosões para diminuir sua radiação sísmica, a sismologia forense é uma técnica crítica na aplicação de proibições de testes nucleares subterrâneos .
Além das explosões nucleares, as assinaturas de muitos outros tipos de explosões também podem ser detectadas e analisadas por sismologia forense, e até mesmo outros fenômenos como ondas do mar (o microssísmo global ), o movimento de icebergs no fundo do mar ou em colisão com outros icebergs ou explosões dentro de submarinos.
Organizações com experiência em sismologia forense incluem AWE Blacknest , Laboratório Nacional de Los Alamos , Laboratório Nacional Sandia , e Laboratório Nacional Lawrence Livermore .
Detecção sísmica de detonações nucleares
A Sismologia Forense é um dos vários outros métodos usados pela comunidade global para determinar a conformidade com o Tratado de Proibição de Testes Nucleares Abrangentes (CTBT). Uma rede de aproximadamente 170 estações sísmicas, juntamente com dados gerados a partir de fontes como infra-som , hidroacústica e detecção de radionuclídeos , é usada para identificar e localizar detonações nucleares. A sismologia forense é usada especificamente para localizar detonações nucleares que podem ter ocorrido sob o solo.
As estações sísmicas registram as ondas de pressão subterrâneas e transmitem esses dados para processamento por meio de links de comunicação seguros. Há muitos desafios envolvidos na tentativa de diferenciar uma explosão nuclear de outros fenômenos naturais e artificiais, como terremotos, explosões de mineração e construção. Explosões nucleares superiores a 150 quilotons geram ondas de pressão que viajam principalmente através do núcleo e manto da Terra. Esses tipos de explosões são fáceis de identificar porque a mistura de rocha pela qual os sinais passam é bastante homogênea e os sinais gerados são livres de ruído . Explosões nucleares menores são mais difíceis de identificar porque as ondas de pressão viajam principalmente através do manto superior e da crosta terrestre, levando à distorção do sinal devido à heterogeneidade das rochas nesta profundidade.
As nações também podem realizar testes clandestinos clandestinos que não são facilmente identificáveis. Um método de esconder uma detonação nuclear subterrânea é chamado de desacoplamento. Isso envolve a detonação de uma ogiva nuclear em uma cavidade subterrânea para abafar significativamente a amplitude das ondas de pressão subterrâneas subsequentes. Outro método proposto para ocultar detonações nucleares é chamado de mascaramento de minas . Esta técnica usa uma explosão maior para mascarar uma explosão nuclear menor. A viabilidade do mascaramento de minas foi questionada porque eventos sísmicos grandes o suficiente para mascarar uma explosão nuclear são extremamente raros e atrairiam suspeitas. Rendimentos menores de detonação nuclear também podem ser difíceis de detectar porque produzem leituras semelhantes a pequenos terremotos ou outros eventos naturais.
Quando os dados sísmicos são coletados, eles devem ser processados para produzir informações significativas. Algoritmos são usados para isolar padrões, remover ruído e gerar estimativas. O desenvolvimento de algoritmos eficientes para detecção de detonação nuclear levou a muitos avanços em outros campos, como krigagem , um método avançado de interpolação usado principalmente em geoestatística . Algoritmos são utilizados para identificar as principais características de formas de onda, tal como a distância de pico-a-pico, amplitude, fase -P onda de amplitude, e S-ondas de amplitude. As ondas P, ou ondas primárias, são ondas de compressão que se propagam rapidamente através da rocha e geralmente são as primeiras ondas a atingir as estações sísmicas. As ondas S, ou ondas de cisalhamento, chegam depois das ondas P. A razão das ondas P para S é um dos vários valores importantes usados para caracterizar eventos sísmicos. Quando uma detonação nuclear é identificada, algoritmos são usados para estimar o tempo de detonação, o rendimento explosivo e a profundidade de sepultamento.