Zorgvuldige analyse van gegevens die zijn verzameld na de door Noord-Korea verklaarde nucleaire testexplosie van 3 september 2017 heeft seismologen in staat gesteld de afzonderlijke seismische kenmerken van de explosie te onderscheiden, een ineenstorting van de explosieholte en zelfs enkele kleine aardbevingen die plaatsvonden na de ineenstorting.

De gegevens, vergeleken met die verzameld op 20e-eeuwse Nevada nucleaire testlocaties, kan helpen bij het verfijnen van de methoden van seismologen voor het identificeren van nucleaire testexplosies over de hele wereld, schrijf William R. Walter en zijn collega's van het Lawrence Livermore National Laboratory. Hun paper is gepubliceerd als onderdeel van een speciale sectie over de Noord-Koreaanse explosie van september 2017 en de nasleep ervan in het tijdschrift Seismologische onderzoeksbrieven .

De ondergrondse lichaamsgolftest met een kracht van 6,1 van september 2017 door de Democratische Volksrepubliek Korea (DVK) is de grootste dergelijke test in meer dan 20 jaar. en is de zesde door de DVK verklaarde kernproef sinds 2006. De explosie in september is een orde van grootte groter dan de op een na grootste test door het land, die in september 2016 plaatsvond.

De onderzoekers gebruikten een methode die de verhouding tussen regionale P- en S-golfamplitudes vergelijkt om de seismische signatuur van een explosie te onderscheiden in vergelijking met een aardbeving, op afstanden van ongeveer 200 tot 1500 kilometer van de seismische golfbron. (P-golven comprimeren rots in dezelfde richting als de beweging van de seismische golf, terwijl S-golven rots loodrecht op de richting van de golf bewegen.) "In de P/S-verhoudingsdiscriminant die we gebruiken om explosies te identificeren, het is het ontbreken van S-golven op hoge frequentie die kenmerkend zijn voor de explosies, "Walter legde uit.

Walter en collega's toonden aan dat de verhouding de zes door Noord-Koreaanse verklaarde kernproeven zou kunnen scheiden van natuurlijke aardbevingen in de regio, en dat dezelfde methode kan worden gebruikt om met succes onderscheid te maken tussen historische nucleaire explosies in Nevada Test Site en aardbevingen in het westen van de Verenigde Staten.

Echter, er was nog een ongewone seismische gebeurtenis, die ongeveer acht en een halve minuut na de explosie plaatsvond, die ook de aandacht van de seismologen trok. Modellen van seismische golfvormen van de gebeurtenis brachten de wetenschappers tot de conclusie dat de gebeurtenis mogelijk de grond was die instortte rond een ondergrondse holte die door de explosie was achtergelaten.

Hoewel soortgelijke instortingen soms werden gezien na explosies op de Nevada Test Site, "dit is de eerste keer, naar mijn weten, dat we op afstand seismische golven hebben waargenomen van een ineenstorting met moderne instrumenten op een buitenlandse testlocatie, "zei Walter. "Het is belangrijk om te kunnen vaststellen dat deze ineenstorting geen nieuwe kernproef was."

Verschillende kenmerken van de golfvormen van de post-explosiegebeurtenis markeren het als een ineenstorting in plaats van een explosie, zeggen de onderzoekers, inclusief het relatieve gebrek aan hoogfrequente energie in vergelijking met explosiegolfvormen.

"Het identificeren van de gebeurtenis als een ineenstorting is een andere indicator dat de gebeurtenis van 3 september 2017 een nucleaire test was die een grote verdampingsholte genereerde die acht en een halve minuut later instortte, " zei Walter. "Maar we willen doorgaan met het ontwikkelen van methoden om instortingen te identificeren om ze te onderscheiden van zowel explosies als aardbevingen."

Onderzoekers die de nucleaire testgegevens van september 2017 bestudeerden, merkten ook twee kleinere seismische gebeurtenissen op die plaatsvonden na de explosie, van magnitude 2.6 en 3.4, die blijken uit de P- tot S-golfverhoudingen kleine aardbevingen te zijn die zich vier tot acht kilometer ten noorden van de explosieplaats bevinden.

"We hadden in de verte geen naschokken waargenomen van de eerdere door de DVK verklaarde kernproeven, dus de aardbevingen na de explosie trokken de aandacht van mensen, " zei Walter. "Nogmaals, we wilden vaststellen dat het geen aanvullende kleinere kernproeven waren. Alternatief, we wilden vaststellen dat ze niet geassocieerd waren met de instortingsgebeurtenis." Na zorgvuldige heranalyse van de continue gegevens vonden de onderzoekers een aantal extra kleine aardbevingen, waaronder enkele die plaatsvonden vóór de op 3 september 2017 verklaarde kernproef.

Gezien de timing lijken deze aardbevingen geen echte "naschokken" te zijn van de kernproef, Walter en collega's concludeerden:hoewel ze mogelijk verband houden met en mogelijk worden veroorzaakt door de explosie. "Het feit dat er schijnbare tektonische aardbevingen plaatsvinden in de buurt van de testlocatie van de DVK, onthult informatie over de toestand van [seismische] stress in de regio, wat ons kan helpen de seismische handtekeningen van explosies beter te begrijpen, " zei Wouter.