Het International Monitoring System is het belangrijkste wereldwijde seismische netwerk voor het monitoren van kernwapentests over de hele wereld. Om de detectiemogelijkheden van het systeem uit te breiden, echter, internationale waarnemers moeten de gegevens opzoeken, methoden en expertise van kleinere regionale seismische netwerken.

In een paper gepubliceerd als onderdeel van een komende focussectie over regionale seismische netwerken in Seismologische onderzoeksbrieven , De seismoloog Keith Koper van de Universiteit van Utah legt uit hoe het werk van regionale seismische netwerken in Noord-Amerika bijdraagt ​​aan het monitoren van kernproeven, vooral in het geval van explosies met een laag rendement. Koper is de directeur van de University of Utah Seismograph Stations.

De noodzaak om explosies met een laag rendement te detecteren - die met een opbrengst van minder dan 0,5 kiloton en die seismische gebeurtenissen veroorzaken tussen magnitude 1,0 en 3,0 - is dringender geworden, gezien tegenstrijdige berichten over Russische lage-opbrengsttests op de Arctische eilandbasis Nova Zembla en in Noord-Korea, waar onderzoekers hebben gedebatteerd of een gebeurtenis in 2010 een explosie of een natuurlijke aardbeving was.

"Of het nu gaat om een ​​ervaren tester zoals Rusland of een onervaren tester als Noord-Korea, de Amerikaanse regering heeft een zeer groot belang bij deze kleine evenementen, ' zei Koper.

Deze kleine seismische gebeurtenissen zouden waarschijnlijk alleen goed worden geregistreerd op lokale afstanden van 150 tot 200 kilometer, en zijn moeilijk te onderscheiden van aardbevingen en andere soorten industriële explosies. Regionale seismische netwerken, die over lokale afstanden opereren en routinematig catalogi maken van kleine aardbevingen die niet mogen worden verontreinigd door seismisch geluid van niet-aardbevingen, zijn goed toegerust om deze uitdagingen aan te gaan.

"Dat is een beetje ons brood en boter - de detectie, de locatie en schatting van de omvang van deze kleine evenementen, Koper merkte op. "Het is een manier waarop regionale netwerken in Noord-Amerika kunnen bijdragen aan dit belangrijke mondiale veiligheidsprobleem."

In de SRL-paper, Koper geeft verschillende voorbeelden van hoe regionale seismische netwerken gegevens hebben opgeleverd die nuttig kunnen zijn voor internationale nucleaire monitoring. De meeste regionale seismische netwerken in Noord-Amerika draaien om een ​​bepaalde "seismo-tektonische functie die extra monitoring vereist in vergelijking met wat u zou kunnen krijgen van een wereldwijd of nationaal netwerk, " zei Koper, zoals de New Madrid Fault Zone in het midden van de Verenigde Staten of de Cascadia-subductiezone in de Pacific Northwest.

Gegevens van verschillende Noord-Amerikaanse regionale netwerken helpen seismologen bij het verfijnen van enkele van de gebruikelijke technieken die ze gebruiken om explosies te onderscheiden van natuurlijke aardbevingen, zoals het vergelijken van seismische golven aan het oppervlak en het lichaam en het berekenen van de verhouding tussen P-golven en S-golven. (P-golven comprimeren rots in dezelfde richting als de beweging van de golf, terwijl S-golven rots loodrecht op de richting van de golf bewegen.) Hoewel deze technieken aardbevingen op regionale en mondiale afstand kunnen identificeren, gegevens verzameld door regionale netwerken suggereren dat deze technieken mogelijk niet op dezelfde manier presteren over lokale afstanden.

Specifieke regio's kunnen andere belangrijke informatie voor monitoring opleveren. Bijvoorbeeld, de geologie in het noordoosten van de Verenigde Staten lijkt meer op Aziatische testlocaties dan op de geologie van het westen van Noord-Amerika. "Als je echt geïnteresseerd bent in het detecteren van dingen in, laten we zeggen, Noord Korea, het noordoosten van de VS is een betere geologische analoog, ' zei Koper.

Buiten het IMS, discriminatie bij kernproeven met een laag rendement is ook een onderwerp van belang voor instanties zoals het Amerikaanse ministerie van Defensie en nationale laboratoria. in Utah, bijvoorbeeld, het Air Force Research Laboratory heeft de regionale netbeheerders middelen ter beschikking gesteld om een ​​tijdscatalogus te maken, locaties en maten van mijnexplosies in Utah. "Voor de mensen die nieuwe methoden van discriminatie testen, misschien gebaseerd op machine learning of iets dergelijks, wij kunnen dit mooi verzorgen, grond-waarheid catalogus, ' zei Koper.