Comparação de ondas coda, as ondas espalhadas que chegam após as ondas diretas de um evento sísmico, pode ser usado para determinar as localizações relativas de duas explosões subterrâneas, de acordo com um novo estudo publicado na revista de acesso aberto The Sismic Record .

A tecnica, chamado interferometria de onda coda, foi testado em explosões conduzidas como parte do Source Physics Experiment (SPE). Os pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Livermore, Sean Ford e Bill Walter, relatam que a interferometria de onda coda também pode limitar a extensão dos danos causados ​​por uma explosão.

Os resultados sugerem que a técnica pode ser usada para melhorar as estimativas das localizações relativas de explosões maiores, como a série de testes nucleares anunciados conduzidos pela República Popular Democrática da Coréia nas últimas duas décadas.

"Com base no tamanho e na escala de frequência que pudemos empregar no papel e nos sucessos da SPE, "disse Ford, "um ponto de conclusão é que esta técnica poderia ser usada para explosões maiores em separações maiores registradas em estações mais distantes", como aquelas usadas para monitorar os testes norte-coreanos.

Ao contrário das ondas sísmicas P e S diretas e fortes produzidas por um terremoto ou evento de explosão, as ondas de coda chegam mais tarde e são mais sensíveis ao espalhamento pela rocha por onde passam. Quaisquer mudanças na estrutura de dispersão - de rochas empurradas ou esmagadas por uma explosão, por exemplo— "aparecerá em como essas ondas que chegam mais tarde saltaram naquele meio durante um período maior, "Ford explicou.

No novo estudo, Ford e Walter usaram dados do SPE, um projeto multi-institucional em andamento envolvendo Lawrence Livermore, Los Alamos and Sandia National Laboratories no antigo local de testes nucleares de Nevada. O SPE conduz explosões químicas para entender melhor as ondas sísmicas que eles produzem e para refinar as técnicas de detecção de explosão, usando as análises para melhorar o monitoramento de explosões nucleares globais.

Os pesquisadores usaram interferometria de onda coda para determinar a localização relativa conhecida de duas explosões químicas que ocorreram durante a Fase I do SPE. A primeira explosão, SPE-1, era equivalente a 87,9 kg de TNT. A segunda explosão, SPE-2, era equivalente a 997 kg de TNT.

A análise deles concluiu que as duas explosões estavam localizadas entre 6 e 18 metros uma da outra, e provavelmente 9,2 metros de distância. A separação conhecida entre as duas explosões é de cerca de 9,4 metros.

Pesquisas anteriores dos sismólogos David Robinson e colegas de trabalho, mostraram que a interferometria de onda coda pode localizar com precisão terremotos separados por centenas de metros. "Estávamos confiantes de que a abordagem funcionaria para explosões químicas, mas a questão para nós era se poderia funcionar para explosões tão pequenas e próximas, "disse Ford.

Ford e Walter também usaram a técnica para caracterizar melhor os danos subterrâneos causados ​​pelo SPE-2, comparando suas ondas coda com aquelas produzidas pelo SPE-3 equivalente a 905 quilogramas TNT, que mais tarde foi detonado no mesmo local que o SPE-2.

Os detalhes dos danos "não podem ser vistos nas ondas diretas que chegam às estações distantes [1 quilômetro ou mais] a que estamos acostumados, então pensamos que talvez pudéssemos ver nessas ondas dispersas mais sensíveis, as ondas de coda, "Ford explicou

Com base na análise, o dano causado pelo SPE-2 deve ter sido confinado a uma região esférica com raio inferior a 10 metros, concluíram os pesquisadores.

"Achamos que haveria muito mais danos, ou pelo menos mais um efeito nas ondas de saída, mas agora há evidências contra essa hipótese, então isso nos aponta em outras direções para explicar as ondas P e S observadas, "Ford disse.

O estudo é o primeiro artigo de pesquisa publicado em The Sismic Record , um novo formato curto, jornal de acesso aberto da Seismological Society of America.