Судебная сейсмология
Судебная сейсмология — это судебно-медицинское использование методов сейсмологии для обнаружения и изучения отдаленных явлений, в частности взрывов , в том числе ядерного оружия . [1]
Из-за эффективности распространения сейсмических волн через Землю и технических трудностей, связанных с развязкой взрывов для уменьшения их сейсмического излучения, судебная сейсмология является важным методом обеспечения соблюдения запретов на подземные ядерные испытания . [2]
Помимо ядерных взрывов, наблюдаются следы многих других видов взрывов. [3] также могут быть обнаружены и проанализированы с помощью судебной сейсмологии, [1] и даже другие явления, такие как океанские волны (глобальный микросейсм ), движение айсбергов по морскому дну или столкновение с другими айсбергами, [4] или взрывы на подводных лодках. [5] [6]
В число организаций, обладающих опытом в области судебной сейсмологии, входят AWE Blacknest , Национальная лаборатория Лос-Аламоса , Национальная лаборатория Сандии и Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса .
Сейсмическое обнаружение ядерных взрывов
[ редактировать ]Судебная сейсмология — один из нескольких других методов, используемых мировым сообществом для определения соблюдения Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний (ДВЗЯИ). Сеть из примерно 170 сейсмических станций, а также данные, полученные из таких источников, как инфразвук , гидроакустика и обнаружение радионуклидов , используется для идентификации и определения местоположения ядерных взрывов. [7] Судебная сейсмология специально используется для обнаружения ядерных взрывов, которые могли произойти под землей.
Сейсмические станции фиксируют подземные волны давления и передают эти данные для обработки по защищенным каналам связи. Существует множество проблем, связанных с попыткой отличить ядерный взрыв от других природных и техногенных явлений, таких как землетрясения, взрывы на шахтах и строительство. [7] Ядерные взрывы мощностью более 150 килотонн генерируют волны давления, которые в основном проходят через ядро и мантию Земли. [7] Эти типы взрывов легко идентифицировать, поскольку смесь горных пород, через которые проходят сигналы, достаточно однородна , а генерируемые сигналы свободны от шума . Меньшие ядерные взрывы труднее идентифицировать, поскольку волны давления в основном проходят через верхнюю мантию и кору Земли, что приводит к искажению сигнала из-за неоднородности горных пород на этой глубине. [7]
Страны могут также проводить тайные подземные испытания, которые нелегко идентифицировать. Один из методов сокрытия подземного ядерного взрыва называется развязкой. Это предполагает детонацию ядерной боеголовки в подземной полости с целью значительного заглушения амплитуды последующих подземных волн давления. [7] Другой предлагаемый метод сокрытия ядерных взрывов называется маскировкой мин . Этот метод использует более крупный взрыв, чтобы замаскировать меньший ядерный взрыв. [8] Возможность маскировки мин была поставлена под сомнение, поскольку сейсмические события, достаточно крупные, чтобы замаскировать ядерный взрыв, чрезвычайно редки и могут вызвать подозрения. [8] Меньшую мощность ядерных взрывов также может быть трудно обнаружить, поскольку они дают показания, аналогичные небольшим землетрясениям или другим природным явлениям. [8]
Когда сейсмические данные собираются, их необходимо обработать для получения значимой информации. Алгоритмы используются для выделения закономерностей, удаления шума и генерации оценок. Разработка эффективных алгоритмов обнаружения ядерных детонаций привела ко многим достижениям в других областях, таких как кригинг , усовершенствованный метод интерполяции, используемый в основном в геостатистике . [7] Алгоритмы используются для определения ключевых характеристик форм волн, таких как расстояние от пика до пика, амплитуда, фаза, амплитуда P-волны и амплитуда S-волны . P-волны, или первичные волны, представляют собой волны сжатия, которые быстро распространяются через горные породы и обычно являются первыми волнами, достигающими сейсмических станций. [7] S-волны, или поперечные волны, приходят после P-волн. Отношение волн P и S является одним из нескольких важных величин, используемых для характеристики сейсмических событий. Когда ядерный взрыв идентифицирован, используются алгоритмы для оценки времени детонации, мощности взрывчатого вещества и глубины захоронения. [9] [10]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Дж. Дэвид Роджерс и Кейт Д. Копер. «Некоторые практические применения судебной сейсмологии» (PDF) . Проверено 9 сентября 2011 г.
- ^ Джон Дж. Зукка (сентябрь 1998 г.). «Судебная сейсмология поддерживает ДВЗЯИ» . Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса. Архивировано из оригинала 03.11.2013 . Проверено 9 сентября 2011 г.
- ^ Копер, К.Д., Т.С. Уоллес и Р.К. Астер (2003), Сейсмические записи в Карловых Варах, штат Нью-Мексико, взрыва трубопровода 19 августа 2000 г., Бюллетень Сейсмологического общества Америки, 93 (4), 1427-1432.
- ^ Мартин, С., Р. Друкер, Р. Астер, Ф. Дэйви, Э. Окал, Т. Скамбос и Д. МакЭил (2010), Кинематический и сейсмический анализ разрушения гигантского табличного айсберга на мысе Адэр, Антарктида, Журнал геофизических исследований – Solid Earth, 115, doi:10.1029/2009JB006700
- ^ Ричард А. Ловетт (5 марта 2009 г.). «Судебная сейсмология» . Журнал КОСМОС. Архивировано из оригинала 9 марта 2011 года . Проверено 9 сентября 2011 г.
- ^ Кристина Рид (февраль 2001 г.). «Потопление Курска» . ГеоТаймс . Проверено 9 сентября 2011 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г «Судебная сейсмология поддерживает ДВЗЯИ» . str.llnl.gov . Архивировано из оригинала 03.11.2013 . Проверено 23 апреля 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с ПРИЛОЖЕНИЕ E. Борьба с уклончивыми подземными ядерными испытаниями | Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний: технические проблемы для США | Пресса национальных академий . 2012. дои : 10.17226/12849 . hdl : 2027/mdp.39015041921126 . ISBN 978-0-309-14998-3 .
- ^ Дуглас, Алан (2017). Судебная сейсмология и запрет ядерных испытаний . Издательство Кембриджского университета. ISBN 9781107033948 .
- ^ Дальман, Ола и Ханс Исраэльсон. Мониторинг подземных ядерных взрывов. Нью-Йорк: Эльзевир, 1977, 440 стр.