Cómo los científicos vigilan mundialmente las explosiones nucleares
Los ensayos nucleares declarados de Corea del Norte en 2006, 2009, 2013 y 2016 se observaron sísmicamente a distancias regionales y telesísmicas, comentó el Dr. S.J. Gibbon.
La similitud de forma de onda permite que los eventos se ubiquen relativamente con mayor precisión que las ubicaciones absolutas que se pueden determinar solo a partir de datos sísmicos.
Ahora existe una redundancia significativa en los datos dada la gran cantidad de estaciones regionales y telesísmicas que han registrado múltiples eventos, y las estimaciones de ubicación relativa se pueden confirmar de forma independiente realizando cálculos en muchos conjuntos de mediciones mutuamente excluyentes.
Utilizando un modelo de velocidad global 1-D, las distancias entre los eventos estimados utilizando las fases P telesísmicas se encuentran aproximadamente un 25% más cortas que las distancias entre los eventos estimados utilizando las fases Pn regionales.
Los eventos de 2009, 2013 y 2016 tienen lugar a menos de 1 km de distancia entre ellos y la discrepancia entre las estimaciones de ubicación relativa regional y telesísmica no es superior a 150 m.
La discrepancia es mucho más significativa cuando se estima la ubicación del evento más lejano de 2006 en relación con las explosiones posteriores con estimaciones regionales y telesísmicas que varían en muchos cientos de metros.
La ubicación relativa del evento de 2006 es desafiante dado el menor número de estaciones de observación, la menor relación señal/ruido y la diferencia significativa de forma de onda en algunas estaciones regionales.
Sin embargo, el evento de 2006 es muy significativo al restringir las ubicaciones absolutas en el terreno en el sitio de prueba Punggye-ri en relación con la infraestructura superficial observada.
Para cada arribo sísmico utilizado para estimar las ubicaciones relativas, se definió un factor de escala de lentitud que multiplica el gradiente de tiempo de viaje sísmico versus la distancia, evaluado en la fuente, relativo al modelo de velocidad 1-D aplicado.
Se presenta un procedimiento para estimar los términos de corrección que reducen las normas de vectores residuales de tiempo de doble diferencia junto con una discusión de la incertidumbre asociada.
Los gradientes de velocidad modificados reducen los residuales, las incertidumbres de ubicación relativas y la sensibilidad a la combinación de estaciones utilizadas.
Los gradientes de tiempo de viaje parecen estar sobreestimados para las fases regionales, y las estimaciones de ubicación relativa telesísmica probablemente sean más precisas a pesar de una aparente menor precisión.
Las calibraciones para las fases regionales son esenciales dado que es probable que los eventos de menor magnitud no se registren telesísicamente, concluyó el Dr. Gibbons.
S.J. Gibbons, F. Pabian, S.P. Näsholm, T. Kværna, S. Mykkeltveit; Accurate relative location estimates for the North Korean nuclear tests using empirical slowness corrections, Geophysical Journal International, https://doi.org/10.1093/gji/ggw379
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| Ubicaciones relativas de los ensayos nucleares de Corea del Norte de 2006 y 2009 utilizando datos regionales y telesísmicos. Créditos: S.J. Gibbons |
La similitud de forma de onda permite que los eventos se ubiquen relativamente con mayor precisión que las ubicaciones absolutas que se pueden determinar solo a partir de datos sísmicos.
Ahora existe una redundancia significativa en los datos dada la gran cantidad de estaciones regionales y telesísmicas que han registrado múltiples eventos, y las estimaciones de ubicación relativa se pueden confirmar de forma independiente realizando cálculos en muchos conjuntos de mediciones mutuamente excluyentes.
Utilizando un modelo de velocidad global 1-D, las distancias entre los eventos estimados utilizando las fases P telesísmicas se encuentran aproximadamente un 25% más cortas que las distancias entre los eventos estimados utilizando las fases Pn regionales.
Los eventos de 2009, 2013 y 2016 tienen lugar a menos de 1 km de distancia entre ellos y la discrepancia entre las estimaciones de ubicación relativa regional y telesísmica no es superior a 150 m.
La discrepancia es mucho más significativa cuando se estima la ubicación del evento más lejano de 2006 en relación con las explosiones posteriores con estimaciones regionales y telesísmicas que varían en muchos cientos de metros.
La ubicación relativa del evento de 2006 es desafiante dado el menor número de estaciones de observación, la menor relación señal/ruido y la diferencia significativa de forma de onda en algunas estaciones regionales.
Sin embargo, el evento de 2006 es muy significativo al restringir las ubicaciones absolutas en el terreno en el sitio de prueba Punggye-ri en relación con la infraestructura superficial observada.
Para cada arribo sísmico utilizado para estimar las ubicaciones relativas, se definió un factor de escala de lentitud que multiplica el gradiente de tiempo de viaje sísmico versus la distancia, evaluado en la fuente, relativo al modelo de velocidad 1-D aplicado.
Se presenta un procedimiento para estimar los términos de corrección que reducen las normas de vectores residuales de tiempo de doble diferencia junto con una discusión de la incertidumbre asociada.
Los gradientes de velocidad modificados reducen los residuales, las incertidumbres de ubicación relativas y la sensibilidad a la combinación de estaciones utilizadas.
Los gradientes de tiempo de viaje parecen estar sobreestimados para las fases regionales, y las estimaciones de ubicación relativa telesísmica probablemente sean más precisas a pesar de una aparente menor precisión.
Las calibraciones para las fases regionales son esenciales dado que es probable que los eventos de menor magnitud no se registren telesísicamente, concluyó el Dr. Gibbons.
S.J. Gibbons, F. Pabian, S.P. Näsholm, T. Kværna, S. Mykkeltveit; Accurate relative location estimates for the North Korean nuclear tests using empirical slowness corrections, Geophysical Journal International, https://doi.org/10.1093/gji/ggw379
