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地震是否因核爆而起?我们该如何判断

发布时间:2019-06-27 13:38 来源:未知 编辑:admin

  目前,监测地下核爆炸最主要手段就是地震波监测。筛选核试验事件的参数包括:地震位置、震源深度、面波震级与体波震级的比值,信号频率成分、震相间的谱比、频谱涨落、P波初动、震源机制、震相、与其他事件的对比等等。

  首先是震源深度。我们最常见的地震为浅层地震,人类95%的自然地震都发生在距离地下70公里以内的位置。但是请注意,朝鲜先前四次核试验引起的“人工地震”,震波均是从地表处传出。所以专家会倾向于判断地震并非自然而起,而是人为所致。

  今天朝鲜发生的地震,根据中国地震台网的测定,震源深度0千米。也就是说,地下深处压根没发生剧烈的地壳运动,震动完全来源于“表面文章”。因此,中国地震台网在这一数据后面打了个括号,标明“疑爆”。

  二是看震相。就像炒股看K线、均线、分时线,反映地震特征我们一般看纵波(P波)、横波(S波)、面波。大多数天然地震,P波小于S波小于面波,其记录特征是“小头大尾”。而人工爆炸,P波强于S波,因为激发的地震波频率高衰减快,低频的面波振幅也小。此外,对于核爆炸,在震中距大于1000km时,通常会检测到视速约3.5km/s的Lg波。其记录特征为“大头小尾”。

  三是看P波初动。初动指的是地震波到达地震仪时,所测质点的最初的振动方向。大多数天然地震是地下岩石破裂、滑动所引起的,破裂面很大,持续时间较长,表现在地震波上,是不同方位的地震台接收到的P波初动不一致,有的是压缩,有的是膨胀。而地下核爆炸的震源过程要简单和短得多,球对称压缩(各个方向都向外压缩),使所有地震台接收到的地震波初动都是压缩的。

  或许有人会说,震动本身并不意味着一定发生了核爆炸——假如有一个足够大的军火库发生爆炸,地震仪记录的数据和核爆炸数据相比,并不会有很大的区别。这就过渡到第二个问题:能否“捕捉到”核辐射颗粒、放射性残骸等来证明地震“因核而起”。

  核爆炸的时候,会产生一些特殊的核裂变产物,比如碘131、锶90和其他一些产物,会随着爆炸飞上天。此外,还会有少量裂变的核素比如铀的残迹飘散到空中。虽然朝鲜核试验在地下进行,但通过名为“放射性核素信号”的技术,科学家们仍能利用设备“嗅到”核爆炸时从土壤中渗出或释放到空气中的裂变产物。接着,科学家可以利用大气传输模型对放射性核素的可能来源进行测算,并预测核烟云的走向。这一过程通常被用来对核试验的发生进行再次确认。

  根据前几次的惯例,美国、日本等国通常会在朝鲜核试验后,派遣飞机进入朝鲜半岛附近地区,采集空气样本,对辐射颗粒进行分析。美国担负此项任务的是美国空军技术应用中心(AFTAC),它从事这项任务已有近70年历史,雇佣了大约1000名国防部雇员。这一中心使用2架来自内布拉斯加州的波音WC-135“不死凤凰”侦察机对空气样本进行采集,对朝鲜核试作出判断,整个过程可能耗时数天或数周。此外,美国还可以利用卫星探测太空中或大气中可能发生的核爆炸,卫星可以收集电磁脉冲、闪光和核辐射数据。

  复旦大学国际问题研究院常务副院长沈丁立对解放日报·上海观察表示,全面禁止核试验条约组织(CTBTO)还在全球建立了地震监视网,与包括中国在内的各国建立了数据联网。通过这个网络对距离震中不同远近的数据进行探测,也能对核爆地震做出判断。

  目前,CTBTO已表示,朝鲜地震活动较2016年1月核试释出更强的信号。

  除了上述常规方法外,在奥巴马“无核世界”理念的引导下,美国正在研发新手段,来监控全球的核试验与核武器。

  五角大楼的大体构想如下:在广袤区域内抛撒一次性使用、体积不大的传感装置,用于捕捉周围大气成分的异常,它们相互联网,令隐匿在附近的核武器无所遁形。美国军方并未披露这种传感装置的具体参数,但美国正在积极研发能够通过静电、热力、声学、化学或是重力变化,来迅速判断核爆炸事实,或是掌握核爆炸装置移动状况的各种装置。理论上说,未来的小型传感装置可以区分出行经数十米之外的究竟是普通坦克,还是“白杨”-M导弹。五角大楼还希望利用这种“非常规”手段,来发现放射性材料非法扩散的渠道。

  美军还投入大量人力及物力,研发侦测核武器及放射性材料的新技术,如放射性同位素测量仪,但目前其作用距离不足100米,尚待完善。近几十年来,五角大楼还一直试图将核爆炸与其所引发的重力变化数据挂钩,以便准确判断是否进行过地下核试验。

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