Se cree que Corea del Norte ha detonado una bomba H. Las ondas sísmicas de la prueba subterránea se sintieron en China y se detectaron rápidamente tanto en Corea del Sur y Japón - ambos ha confirmado independientemente que se trata de un test nuclear. Así que, ¿qué nos puede decir la sismología sobre este tipo de pruebas?
¿Cuál es la historia del uso de las técnicas sismológicas para monitorizar pruebas nucleares?
El uso de lo que llamamos "sismología forense" para detectar e identificar pruebas nucleares se remonta casi al nacimiento de las nucleares armas en sí mismas. En 1946, Estados Unidos llevaron a cabo el primer ensayo submarino de una bomba nuclear en el Atolón Bikini en pleno océano Pacífico. Las ondas sísmicas creadas por esa explosión fueron capturadas en sismómetros de todo el mundo y los científicos se dieron cuenta de que la sismología podía usarse para monitorear este tipo de pruebas.
1963, en plena Guerra Fría, las pruebas nucleares se hicieron subterráneas. Las ondas sísmicas de las pruebas subterráneas son más difíciles de detectar ya que el temblor que se siente a distancias largas es muy pequeño, alrededor de un millonésimo de centímetro.
Para medir las ondas de las pruebas subterráneas, los científicos desarrollaron instrumentos sismométricos más sensibles y comenzaron a instalar "redes o matrices sísmicas" (seismic arrays), donde varios sismómetros se despliegan a pocos kilómetros unos de los otros. Una red sísmica captura mejor las pequeñas vibraciones de una fuente particular que un sismómetro único y también puede determinar con mayor precisión de dónde provienen las ondas originalmente.
En 1996, países de todo el mundo comenzaron a firmar el Tratado de Prohibición Completa de los Ensayos Nucleares (CTBT) con el objetivo de prohibir todas las explosiones. Para fortalecer el tratado, la Organización del CTBT con sede en Viena estableció un Sistema de Monitorización Internacional con más de 50 estaciones que pudieran detectar pruebas nucleares en cualquier lugar de la Tierra.
El sistema no solo utiliza sismógrafos. Los instrumentos infrasónicos escuchan ondas sonoras de muy baja frecuencia, inaudibles para el oído humano, generadas por las explosiones en la atmósfera; los instrumentos hidroacústicos escuchan las ondas sonoras que viajan largas distancias a través del océano en el caso de las explosiones submarinas y los detectores de radionúclidos "olfatean" los gases radioactivos liberados por la explosión.
¿Qué busca la monitorización sísmica?
Cualquier tipo de terremoto o explosión, ya sea natural o artificial, produce diferentes tipos de ondas que viajan a través de la Tierra y pueden ser detectadas por sismómetros, que pueden medir movimientos de tierra muy pequeños. Las ondas más rápidas para llegar son las ondas primarias (ondas P), seguidas por las ondas secundarias (ondas S), ambas viajan a un nivel bastante profundo. Luego llegan las ondas superficiales, más lentas, que causan los temblores perceptibles porque viajan cerca de la superficie.
Los sismómetros usan la diferencia en los tiempos de llegada de las distintas ondas para averiguar la distancia hasta el lugar donde se produjo el terremoto o explosión y la profundidad de su fuente. También se puede medir cómo de poderoso fue el terremoto (su magnitud).
¿Cómo distinguen los sismólogos entre una explosión y un terremoto?
Hay muchas maneras de hacer esto. Una es medir la profundidad a la que ocurrió el seísmo. Incluso con la tecnología de perforación moderna solo es posible colocar un dispositivo nuclear a pocos kilómetros de profundidad. Si un terremoto ocurre a una profundidad de más de 10 km, podemos estar seguros de que no es una explosión nuclear.
Los estudios de las numerosas pruebas nucleares que tuvieron lugar durante la Guerra Fría muestran que, comparadas con los terremotos, las explosiones generan ondas P más grandes que las ondas S. Las explosiones también generan ondas superficiales más pequeñas que las ondas P. Por lo tanto, los sismólogos pueden comparar el tamaño de los diferentes tipos de ondas para tratar de determinar si las ondas provienen de una explosión o de un terremoto natural.
Para casos como el de Corea del Norte, que han llevado a cabo una secuencia de pruebas nucleares desde 2006, podemos comprar su forma directamente con el registro anterior de pruebas. Como todas las pruebas se realizaron en sitios a pocos kilómetros de distancia uno del otro, las ondas tienen una forma muy similar que difieren solo en su magnitud.
¿Qué nos puede decir la sismología sobre la prueba más reciente?
Los datos sismológicos pueden decirnos si hubo una explosión, pero no si esa explosión fue causada por una ojiva nuclear o por explosivos convencionales. Para la confirmación final de que la explosión era nuclear, tenemos que confiar en la monitorización de radionúcidos y en otros expertos llevados a cabo en el propio sitio de la prueba.
Del mismo modo, no podemos diferenciar explícitamente entre una bomba de fisión nuclear o una bomba termonuclear. Ni podemos decir si una bomba es lo suficientemente pequeña como para ser montada en un misil, como afirma el gobierno norcoreano.
Lo que podemos obtener de los datos es un tamaño aproximado de la explosión. Esto no es simple, ya que la magnitud de las ondas sísmicas y cómo se relacionan con la bomba depende mucho de dónde se llevó a cabo la prueba y de la profundidad a la que detonó. Pero, en este caso, podemos comprobar con la magnitud de pruebas anteriores.
Esta última explosión es considerablemente más poderosa que la última prueba de septiembre de 2016. El Centro Noruego de Vigilancia Sísmica (NORSAR) estima una explosión equivalente a 120 kilotones de TNT. A modo de comparación, las bombas de Hiroshima y Nagasaki de 1945 produjeron 15 y 20 kilotones respectivamente.
¿Cómo de fiable es la tecnología?
A pesar de las advertencias anteriores, la mejor sensibilidad de los instrumentos disponibles y el aumento del número de estaciones de monitorización han hecho que tengamos una red muy fiable para detectar pruebas nucleares en cualquier parte del planeta.
A pesar de que el Tratado de Prohibición Completa de los Ensayos Nucleares no está en vigor, la experiencia científica de quienes investigan estos eventos siempre está mejorando. El hecho de que las agencias de Corea del Sur y Japón hayan confirmado el test en pocas horas es una muestra de lo impresionante que pueden ser.
*Autor: Neil Wilkins, doctorando de la Facultad de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Bristol (Reino Unido)
Este artículo ha sido publicado originalmente en The Conversation. Puedes leer el artículo original [aquí]*(https://theconversation.com/qanda-what-earthquake-science-can-tell-us-about-north-koreas-nuclear-test-83415)