Усовершенствованные сейсмологические инструменты могут обнаруживать и локализовывать низкоэнергетические ядерные взрывы

Национальная лаборатория им. Лоуренса в Ливерморе возглавляет совместный проект с национальными лабораториями в Лос-Аламосе и Сандии, а также с Техническим центром приложений ВВС (AFTAC) и компанией Quantum Technology Sciences, Inc., направленный на повышение точности прогнозов регионального сейсмического времени пробега (RSTT) для обнаружения и локализации низкоэнергетических ядерных взрывов.

Подземные ядерные испытания играют ключевую роль в постоянных и хорошо документированных усилиях государств по разработке и совершенствованию взрывных ядерных устройств. Хотя ядерные испытания сейчас редки, ежедневно происходит 30–40 землетрясений магнитудой 4 и выше, что составляет около 10 000 в год. Землетрясение магнитудой 4 высвобождает энергию, сопоставимую с ядерным взрывом мощностью в один килотонн. Выявление и локализация редкого и, возможно, скрытного ядерного испытания на фоне какофонии естественной и антропогенной сейсмической активности является серьёзной научной задачей в области национальной безопасности.

Долгосрочные усилия по повышению точности определения местоположения сейсмических событий значительно увеличили точность прогнозов RSTT. Вновь разработанная модель RSTT учитывает трёхмерные вариации скорости сейсмических волн в земной коре, а также латеральную изменчивость скорости в верхней мантии Земли. Эта модель повышает точность локализации малых событий, ранее не обнаруживаемых на большом расстоянии. Тесты по всей Евразии показывают, что модель RSTT улучшает медианную точность локализации на 46% (с 17,3 км при использовании стандартной одномерной модели до 9,3 км при использовании модели RSTT).

Усилиями NNSA региональная ошибка локализации для маломощных событий была снижена до уровня, который до недавнего времени достигался только для крупных, глобально регистрируемых событий. Это финансируемое NNSA исследование привело к значительному улучшению точности определения местоположения региональных сейсмических событий, и дальнейшее улучшение ожидается по мере развития дополнительных исследовательских проектов, что повысит нашу способность обнаруживать события с более низкой энергией.