As explosões subaquáticas detonadas pela Marinha dos EUA para testar a robustez dos cascos dos navios proporcionaram aos sismólogos uma oportunidade de teste própria:quanto podemos saber sobre uma explosão subaquática a partir dos dados sísmicos e acústicos que ela gera?

Em um estudo publicado no Boletim da Sociedade Sismológica da América , uma equipe de pesquisadores liderada por Ross Heyburn da AWE Blacknest no Reino Unido comparou os dados "verdadeiros" disponíveis da Marinha sobre o local, tamanho e profundidade dessas detonações para estimativas obtidas a partir de estações sísmicas e sensores hidroacústicos.

As explosões conduzidas na costa da Flórida oferecem uma chance de testar as capacidades do Sistema de Monitoramento Internacional (IMS) da Organização do Tratado de Proibição de Testes Abrangentes, implantado para detectar explosões de teste nuclear secreto, dizem os autores.

"Explosões subaquáticas deste tamanho, onde dados verdadeiros estão disponíveis, são bastante raras, "disse Heyburn. As estações IMS" gravam sinais de muitos eventos subaquáticos, ambos de ocorrência natural, como terremotos, e feito pelo homem, como pesquisas com armas de ar. Contudo, dados verdadeiros de fontes artificiais muitas vezes não estão disponíveis, e geralmente quaisquer explosões subaquáticas observadas são muito menores em tamanho do que as explosões da Flórida. "

Os testes de explosão da Marinha foram realizados em 2001, 2008 e 2016 na área de teste Mayport da Marinha, localizado a 120 quilômetros da costa de Jacksonville, Flórida. Os experimentos testaram a integridade do casco dos navios de combate próximos à costa, o USS Jackson, o USS Milwaukee, o USS Winston Churchill e o USS Mesa Verde. Durante os experimentos, 10, Explosões químicas de 000 libras foram rebocadas por trás de um navio que navegava ao lado dos navios de combate, para testar como os cascos dos navios de combate responderam às ondas de choque produzidas por detonações equivalentes a um peso de carga TNT de cerca de 6759 kg.

As explosões não são do tamanho de uma explosão de teste nuclear, mas são muito maiores do que muitas das outras explosões subaquáticas que estão disponíveis para estudo, explicou Heyburn. "As explosões descritas no artigo são muito menores do que uma explosão típica de teste nuclear, que é normalmente da ordem de quilotons em peso de carga equivalente de TNT, "ele disse." Para comparação, minas navais e cargas de profundidade anti-submarinas normalmente contêm cargas explosivas com pesos de carga equivalente TNT da ordem de centenas de quilogramas. "

Heyburn e colegas analisaram dados das explosões coletadas por estações sísmicas IMS ao redor do mundo e de uma estação hidrofônica perto da Ilha de Ascensão no Oceano Atlântico Sul para os testes em 2008 e 2016. Os pesquisadores usaram os dados de localização fornecidos pela Marinha para vários as explosões como uma forma de melhorar a precisão dos cálculos usados ​​para localizar o epicentro das explosões sem dados de verdade terrestres disponíveis.

Pesquisas anteriores sobre detonações no Mar Morto e outros locais de teste subaquáticos mostraram que há uma relação entre a magnitude local de uma explosão e seu peso de carga. Depois de levar em conta a salinidade da água do mar perto da Flórida, Heyburn e colegas foram capazes de modificar os cálculos do Mar Morto para estimar os pesos de carga da Marinha a partir de estimativas publicadas de magnitude local para as explosões.

As explosões subaquáticas também produzem características sísmicas exclusivas que podem ser usadas para identificar a fonte. Uma característica notável é o pulso de bolha, a pulsação subaquática gerada pela bolha de gás criada pela explosão à medida que se expande e se contrai de tamanho. Os pesquisadores foram capazes de identificar o pulso da bolha nos registros sísmicos, confirmando que os sinais sísmicos foram o resultado de uma explosão subaquática.

O pulso de bolha não foi observado tão claramente na estação de hidrofone da Ilha de Ascensão, e Heyburn e colegas sugerem que as águas rasas da costa da Flórida podem ter distorcido os sinais hidroacústicos da explosão. "Isso mostrou que os dados sísmicos e hidroacústicos podem ser importantes ao analisar sinais de explosões subaquáticas, "disse Heyburn.