I ricercatori del Lawrence Livermore National Laboratory hanno calcolato i tensori del momento per 130 esplosioni nucleari sotterranee e 10 test chimici che hanno avuto luogo nel sito di test della sicurezza nazionale del Nevada.

Spesso rappresentato graficamente per assomigliare a un "pallone da spiaggia" a strisce, I " tensori del momento "sono essenzialmente un concetto matematico utilizzato per descrivere le forze che guidano i terremoti, " ha detto Andrea Chiang, coautore del nuovo studio pubblicato su Bollettino della Società Sismologica d'America .

Invece delle forze lungo una faglia sismica, le soluzioni del tensore momento calcolate da Chiang e Michael Pasyanos rappresentano le forze di implosione, esplosioni e crolli verificatisi durante le prove sotterranee. Questi calcoli, i ricercatori mostrano, può essere utilizzato per distinguere le esplosioni dai terremoti, e stimare la resa per le esplosioni.

Pasyanos e Chiang hanno affermato che la compilazione di un ampio database di soluzioni per il tensore del momento per questo insieme unico di esplosioni accuratamente documentate sarà utile per i ricercatori incaricati del monitoraggio delle esplosioni. Il loro set di dati riflette le esplosioni nucleari nel sito dal 1970 al 1992, ed esplosioni chimiche dal 1993 al 2019.

"A causa della moratoria sui test nucleari, è più importante che mai fare analisi su dati legacy, " ha detto Pasyanos. "Speriamo che questo set di dati possa essere utilizzato da altri nella comunità per testare, convalidare e migliorare i metodi".

Nel passato, Le soluzioni del tensore momento erano meno utili per il monitoraggio delle esplosioni rispetto all'analisi dei terremoti a causa delle ipotesi fatte nelle equazioni, come ignorare eventuali variazioni di volume durante l'evento, che eludevano l'importante fisica delle esplosioni. Più recentemente, il lavoro di Chiang e altri ha perfezionato queste equazioni per includere questo tipo di variabile.

In alcune prove preliminari, i ricercatori sono stati in grado di utilizzare aspetti delle soluzioni del tensore del momento del Nevada per classificare gli eventi sismici come terremoti o esplosioni. Hanno anche testato se il momento, una combinazione di forza, lo scorrimento e l'area di rottura della faglia che i sismologi usano per determinare l'entità del terremoto potrebbero essere utilizzati per determinare la resa per un'esplosione.

"Sentiamo come comunità che il momento e la magnitudo del momento siano un parametro di quantificazione migliore per un terremoto, ad esempio, quindi la domanda naturale è, è anche meglio per la stima del rendimento?" Ha detto Pasyanos.

Lo studio suggerisce che il momento non si traduce sempre direttamente in resa, ma è complicato dal tipo di roccia che circonda l'esplosione, come hanno indicato anche studi precedenti.

"Se l'esplosione avviene in una roccia forte, che si accoppierà bene e produrrà un momento sismico elevato, " ha spiegato Pasyanos. "Se è in roccia debole, la stessa esplosione di dimensioni si accoppierebbe male, e otterresti un momento sismico più piccolo a parità di resa."

Le registrazioni dell'esplosione del Nevada sono un mix di dati analogici e digitali, e lo studio sottolinea l'importanza di preservare i set di dati sismici per analisi future, notano i ricercatori. In molti casi, può essere una corsa contro il tempo per preservare i dati su supporti fisicamente deteriorati o non più leggibili con le attuali tecnologie, o uno sforzo dispendioso in termini di tempo per leggere e digitalizzare documenti cartacei.

Chiang ha anche sottolineato l'importanza delle persone che hanno lavorato alle reti sismiche, e i dettagli che possono fornire sulle stazioni e sugli strumenti, nell'analisi dei record sismici passati. "È importante preservare anche la loro conoscenza, " lei disse.