A Coreia do Norte detonou um dispositivo nuclear em 2017 equivalente a cerca de 250 quilotons de TNT, um novo estudo estima, criando uma explosão 16 vezes o tamanho da bomba que os Estados Unidos detonaram em Hiroshima, Japão, em 1945. A nova avaliação do tamanho da explosão de 2017 está no limite superior dos intervalos de estimativas anteriores.

O teste de 2017 foi uma ordem de magnitude maior do que os cinco testes subterrâneos anteriores no local de teste Punggye-ri da Coreia do Norte, de acordo com o novo estudo em AGU's Journal of Geophysical Research:Solid Earth . O novo estudo levou em consideração a geologia do local de teste para estimar o tamanho das explosões de registros sísmicos distantes das explosões.

"De 2006 a 2016, a Coreia do Norte aumentou de forma constante o tamanho dos eventos, de algo em torno de 1 quiloton até cerca de 20 quiloton. Os eventos iniciais pareciam não funcionar muito bem, porque eles eram excepcionalmente pequenos. E então, em um ano, eles saltaram para 250 quilotons, "disse Thorne Lay, um sismólogo da Universidade da Califórnia em Santa Cruz e autor do novo estudo. "O mais assustador é que este era um dispositivo tão grande."

A Coreia do Norte tem testado dispositivos nucleares no subsolo desde 2006. O teste nuclear de 2017 causou um terremoto de magnitude 6,3, de acordo com o US Geological Survey, e produziram ondas sonoras registradas por sismômetros em todo o mundo. Essas reverberações são pistas do tamanho da explosão, mas determinar o tamanho da explosão à distância com base em registros sísmicos não é simples, disse Lay, que serviu no Painel de Revisão Sísmica do Centro de Aplicação Técnica da Força Aérea encarregado de aconselhar sobre testes nucleares por mais de 25 anos.

Características desconhecidas dos dispositivos nucleares, os locais de teste e seu contexto geológico criam grandes incertezas nas estimativas do tamanho da explosão. As estimativas científicas publicadas anteriormente sobre o tamanho do teste de 2017 variaram de 30 a 300 quilotons. A comunidade de inteligência dos EUA estimou o tamanho da explosão em 140 quilotons de acordo com um relatório em O diplomata revista.

A inteligência dos EUA normalmente aplica uma faixa de incerteza de um fator de dois às estimativas relatadas. Um rendimento relatado de 100 quilotons, por exemplo, incluiria a ressalva de que poderia ser tão pequeno quanto 50 quilotons ou tão grande quanto 200 quilotons.

A nova pesquisa coloca a magnitude do teste de 2017 em uma faixa de 148 a 328 quilotons.

Steven Gibbons, um geofísico com o programa de Array Sismology e Test-Ban-Treaty Verification na NORSAR e um pesquisador não afiliado ao novo estudo, disse que a nova pesquisa determina com precisão o tamanho relativo dos seis testes feitos pela Coreia do Norte de 2006 a 2016.

"Acho que a incerteza que os autores citam é bastante realista, "disse Gibbons." As relações entre os números exatos são bastante precisas, então se os norte-coreanos nos dissessem, por exemplo, que o segundo tiro de teste em 2016 foi de exatamente 25 quilotons, poderíamos calcular os outros com precisão a partir dele. "

Saber o tamanho dos testes em relação uns aos outros é em si uma informação útil, Gibbons disse, demonstrando um progresso constante no programa nuclear da Coréia do Norte.

"Em 2006, quando havia este pequeno estrondo, muitas pessoas rejeitaram o fato de a Coreia do Norte ter a tecnologia para fazer isso de maneira adequada, mas acho que a partir da progressão que vimos com os aumentos de rendimento, tem sido um programa de desenvolvimento de armas muito bem executado, "Disse Gibbons." Quando você chegou a 2017, não há dúvida de que esta é uma arma incrivelmente destrutiva. Mesmo na extremidade inferior deste rendimento incerto, é uma arma horrível. "

Uma explosão de 250 quilotons poderia ser produzida por uma bomba de fissão impulsionada ou um modesto dispositivo de fusão, Lay disse. A bomba de fissão detonada em Hiroshima liberou uma explosão equivalente a 15 quilotons de TNT, dividindo núcleos atômicos. Dispositivos de fusão, também conhecidas como bombas termonucleares ou de hidrogênio, derivam seu enorme poder explosivo da combinação de núcleos de hidrogênio para formar hélio e podem render até 50, 000 quilotons.

Incertezas inerentes

Os pesquisadores obtiveram informações sobre como o som viaja em diferentes tipos de rocha de pesquisas anteriores. "Existem diferenças, dependendo das condições da rocha sob o local de teste, em quão alto é o som quando você está ouvindo de longe, "Lay disse." Seria diferente em granito do que em, digamos, arenito. Então, calibramos realizando testes em nossos próprios ambientes de rock diversos e gravando bem ao lado da fonte. "

Outros fatores, como a profundidade da explosão, geometria do túnel de acesso, história tectônica da região, and temperature and fluid content of the rock also influence the rate at which sound waves created by the explosion are dampened, Lay said. Only a tiny amount of the energy generated by the blast is converted to sound and travels away from the test site as seismic waves.

Because of North Korea's seclusion, details of the underground geology are not well known. The area experiences very few natural earthquakes that can reveal information about properties of the underlying rock. Researchers used satellite images and other information to estimate the type of rock at the North Korea test site.

The researchers used the explosions from the nuclear tests North Korea conducted beginning in 2006 to calibrate models of how much explosive force transferred to the rock at the test site and how the sound waves traveled through the planet.

The echo of the explosion off the surface of the test site distorts the sound recorded far away. The distortion is affected by the depth and size of the explosion. If the echo were not present, the outgoing sound from the six test explosions would be similar. The researchers used this idea to estimate the relative sizes of the bombs by finding a combination of depth and yield that compensated for the reflection of the sound from the surface.

"They've modeled what the reflection would look like for different yields and depths and solved for what the signal would look like if you didn't have to account for this returning wave. The most impressive thing in the paper for me is how similar these waveforms are. This is what gives me confidence that they've done a good job, " Gibbons said.

Rebooting cold war strategies

The new study revived modeling strategies developed in the early 1980s to resolve suspicions that the Soviet Union had cheated on the Treaty on the Limitation of Underground Nuclear Weapon Tests by testing bombs larger than the 150-kiloton size threshold for testing they agreed to in 1974.

The treaty had been signed but not ratified by the U.S. Senate. The Regan Administration publicly aired intelligence concerns that Russian tests exceeded the size threshold, because observed sound waves produced by the tests were bigger than known test shots at the U.S.'s Nevada test site.

But seismologists believed the signals from the Soviet tests were bigger because they transmitted through the earth more efficiently.

"The mantle under the Nevada test site is very hot and has processes that dampen down the sound. It is very different from the former Soviet test site in Kazakhstan, where the rock under the test site is old and cold and transmits sound very efficiently, without much loss, " Lay said.

During negotiations for the 1987 Intermediate-Range Nuclear Forces (INF) Treaty, U.S. and Soviet scientists travelled to the test sites in Nevada and Kazakhstan and conducted joint tests. Measurements at the test sites confirmed geologists' methods for estimating the extra dampening effect in Nevada compared to the Soviet test site.

The new study applied some of the same methods validated in the 1980s to the North Korean tests.

"The methods were nothing particularly new. The difference is that the quality and availability of the data is much better now than 40 years ago, " Lay said.

Gibbons said the new study's results are likely as close as scientists outside North Korea could to the true size of the nuclear tests without data from the test sites. "I think the authors have pushed it to the limits with this paper. I would be surprised if we can get tighter constraints on the absolute yield without additional information, " ele disse.