Confronto delle onde coda, le onde sparse che arrivano dopo le onde dirette di un evento sismico, può essere utilizzato per determinare le posizioni relative di due esplosioni sotterranee, secondo un nuovo studio pubblicato sulla rivista ad accesso aperto Il record sismico .

La tecnica, chiamata interferometria dell'onda di coda, è stato testato su esplosioni condotte nell'ambito del Source Physics Experiment (SPE). I ricercatori del Lawrence Livermore National Laboratory Sean Ford e Bill Walter riferiscono che l'interferometria delle onde di coda può anche porre un limite all'entità del danno causato da un'esplosione.

I risultati suggeriscono che la tecnica potrebbe essere utilizzata per migliorare le stime delle posizioni relative di esplosioni più grandi, come la serie di test nucleari annunciati condotti dalla Repubblica Popolare Democratica di Corea negli ultimi due decenni.

"In base alle dimensioni e alla scalabilità della frequenza che siamo stati in grado di utilizzare nella carta e nei successi di SPE, "disse Ford, "Un punto di conclusione è che questa tecnica potrebbe essere utilizzata per esplosioni più grandi a separazioni più grandi registrate in stazioni più distanti" come quelle utilizzate per monitorare i test nordcoreani.

A differenza delle dirette e forti onde sismiche P e S prodotte da un evento sismico o esplosivo, le onde coda arrivano più tardi e sono più sensibili alla dispersione da parte della roccia che attraversano. Qualsiasi cambiamento nella struttura di dispersione, da rocce spinte o schiacciate da un'esplosione, per esempio—"risulterà nel modo in cui queste onde successive sono rimbalzate in quel mezzo per una durata maggiore, "Ha spiegato Ford.

Nel nuovo studio, Ford e Walter hanno utilizzato i dati della SPE, un progetto multi-istituzionale in corso che coinvolge Lawrence Livermore, Los Alamos e Sandia National Laboratories presso l'ex sito di test nucleari del Nevada. La SPE conduce esplosioni chimiche per comprendere meglio le onde sismiche che producono e per perfezionare le tecniche di rilevamento delle esplosioni, utilizzando le analisi per migliorare il monitoraggio delle esplosioni nucleari globali.

I ricercatori hanno utilizzato l'interferometria dell'onda coda per determinare la posizione relativa nota di due esplosioni chimiche avvenute durante la fase I dell'SPE. La prima esplosione, SPE-1, era equivalente a 87,9 chilogrammi di tritolo. La seconda esplosione, SPE-2, era equivalente a 997 chilogrammi di tritolo.

La loro analisi ha concluso che le due esplosioni erano localizzate tra i 6 e i 18 metri di distanza, e molto probabilmente a 9,2 metri di distanza. La distanza nota tra le due esplosioni è di circa 9,4 metri l'una dall'altra.

Precedenti ricerche dei sismologi David Robinson e collaboratori, ha mostrato che l'interferometria dell'onda coda potrebbe individuare con precisione i terremoti separati da centinaia di metri. "Eravamo fiduciosi che l'approccio avrebbe funzionato per le esplosioni chimiche, ma la domanda per noi era se potesse funzionare per esplosioni così piccole e ravvicinate, " disse Ford.

Ford e Walter usarono anche la tecnica per caratterizzare meglio i danni sotterranei causati da SPE-2, confrontando le sue onde coda con quelle prodotte dall'equivalente di 905 chilogrammi di TNT SPE-3 che è stato successivamente fatto esplodere nello stesso punto di SPE-2.

I dettagli del danno "non possono essere visti dalle onde dirette che arrivano alle stazioni distanti [1 chilometro o più] a cui siamo abituati, così abbiamo pensato che forse potevamo vederlo in queste onde sparse più sensibili, le onde della coda, " Ford ha spiegato

Sulla base dell'analisi, il danno causato da SPE-2 deve essere stato confinato in una regione sferica con raggio inferiore a 10 metri, hanno concluso i ricercatori.

"Pensavamo che ci sarebbero stati molti più danni, o almeno più di un effetto sulle onde in uscita, ma ora ci sono prove contro questa ipotesi, quindi questo ci punta in altre direzioni per spiegare le onde P e S osservate, " disse Ford.

Lo studio è il primo documento di ricerca pubblicato in Il record sismico , una nuova forma abbreviata, rivista ad accesso aperto della Seismological Society of America.