Pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Livermore calcularam tensores de momento para 130 explosões nucleares subterrâneas e 10 explosões de teste químico que ocorreram no local de teste de Segurança Nacional de Nevada.

Muitas vezes representado graficamente para se assemelhar a uma "bola de praia listrada, "tensores de momento" são essencialmente um conceito matemático usado para descrever as forças que impulsionam os terremotos, "disse Andrea Chiang, co-autor do novo estudo publicado no Boletim da Sociedade Sismológica da América .

Em vez das forças ao longo de uma falha de terremoto, o momento em que as soluções de tensores calculadas por Chiang e Michael Pasyanos representam as forças de implosão, explosão e colapso que ocorreram durante os testes subterrâneos. Esses cálculos, os pesquisadores mostram, pode ser usado para distinguir explosões de terremotos, e estimativa de rendimento para as explosões.

Pasyanos e Chiang disseram que a compilação de um extenso banco de dados de soluções de tensores de momento para este conjunto exclusivo de explosões cuidadosamente documentadas será útil para pesquisadores encarregados do monitoramento de explosão. Seu conjunto de dados reflete explosões nucleares no local de 1970 a 1992, e explosões químicas de 1993 a 2019.

"Por causa da moratória dos testes nucleares, é mais importante do que nunca fazer análises de dados legados, "disse Pasyanos." Esperamos que este conjunto de dados possa ser usado por outras pessoas na comunidade para testar, validar e melhorar os métodos. "

No passado, as soluções de tensores de momento foram menos úteis para o monitoramento de explosão do que a análise de terremoto devido a suposições feitas nas equações - como ignorar quaisquer alterações de volume durante o evento - que contornaram a importante física das explosões. Mais recentemente, o trabalho de Chiang e outros refinou essas equações para incluir esse tipo de variável.

Em alguns testes preliminares, os pesquisadores foram capazes de usar aspectos das soluções do tensor de momento de Nevada para categorizar eventos sísmicos como terremotos ou explosões. Eles também testaram se o momento - uma combinação de força, deslizamento e área de ruptura da falha que os sismólogos usam para determinar o tamanho do terremoto - podem ser usados ​​para determinar o rendimento de uma explosão.

"Sentimos, como comunidade, que o momento e a magnitude do momento são um parâmetro de quantificação melhor para um terremoto, por exemplo, então a pergunta natural é, também é melhor para estimativa de rendimento? ", disse Pasyanos.

O estudo sugere que o momento nem sempre se traduz diretamente em rendimento, mas é complicado pelo tipo de rocha em torno da explosão, como estudos anteriores também indicaram.

“Se a explosão acontecer em rocha forte, que vai se acoplar bem e produzir um alto momento sísmico, "Pasyanos explicou." Se for em rocha fraca, a explosão do mesmo tamanho acopla mal, e você obteria um momento sísmico menor para o mesmo rendimento. "

As gravações da explosão de Nevada são uma mistura de dados analógicos e digitais, e o estudo destaca a importância de preservar conjuntos de dados sísmicos para análises futuras, observam os pesquisadores. Em muitos casos, pode ser uma corrida contra o relógio para preservar os dados na mídia que está se deteriorando fisicamente ou que não podem mais ser lidos com as tecnologias atuais, ou um esforço demorado para ler e digitalizar registros em papel.

Chiang também destacou a importância das pessoas que trabalharam nas redes sísmicas, e os detalhes que podem contribuir sobre as estações e instrumentos, na análise de registros sísmicos anteriores. "É importante preservar o conhecimento deles também, " ela disse.