Desde la primera detonación de una bomba atómica en 1945, ocho países han realizado más de 2.000 pruebas de armas nucleares: Estados Unidos, la Unión Soviética, el Reino Unido, Francia, China, India, Pakistán y Corea del Norte.
Grupos como el Organización del Tratado de Prohibición Completa de los Ensayos Nucleares están constantemente atentos a nuevas pruebas.
Sin embargo, por razones de seguridad y secreto, los ensayos nucleares modernos se llevan a cabo bajo tierra, lo que los hace difíciles de detectar. A menudo, el único indicio de que han ocurrido son las ondas sísmicas que generan.
en un artículo publicado en Revista Geofísica Internacionalmis colegas y yo hemos desarrollado una manera de distinguir entre pruebas nucleares subterráneas y terremotos naturales con alrededor del 99 por ciento de precisión.
Caer
La invención de las armas nucleares desató una carrera armamentista internacional, a medida que la Unión Soviética, el Reino Unido y Francia desarrollaron y probaron dispositivos cada vez más grandes y sofisticados en un intento de mantenerse a la par de Estados Unidos.
Muchas de las primeras pruebas causaron graves daños medioambientales y sociales. Por ejemplo, la prueba Castle Bravo de los Estados Unidos en 1954, realizada en secreto en el atolón Bikini en las Islas Marshall, entregó grandes volúmenes de lluvia radioactiva
Entre 1952 y 1957, el Reino Unido llevó a cabo varias pruebas en Australia, esparciendo material radiactivo de larga vida sobre amplias zonas de matorrales del sur de Australia, con consecuencias devastadoras para las comunidades indígenas locales.
En 1963, Estados Unidos, el Reino Unido y la URSS acordaron llevar a cabo futuras pruebas subterráneas para limitar la lluvia radiactiva. Sin embargo, las pruebas continuaron sin cesar y China, India, Pakistán y Corea del Norte también entraron en escena durante las décadas siguientes.
Cómo detectar una bomba atómica
Durante este período hubo importantes esfuerzos internacionales para descubrir cómo monitorear los ensayos nucleares. La naturaleza competitiva del desarrollo de armas significa que muchas investigaciones y pruebas se llevan a cabo en secreto.
Grupos como la Organización del Tratado de Prohibición Completa de los Ensayos Nucleares administran hoy redes globales de instrumentos diseñados específicamente para identificar posibles pruebas. Éstas incluyen:
- Estaciones de prueba de aire para detectar cantidades mínimas de elementos radiactivos en la atmósfera.
- Puestos de escucha acuáticos para escuchar pruebas subacuáticas.
- Detectores de infrasonidos para captar los estallidos y retumbos de baja frecuencia de las explosiones en la atmósfera.
- Sismómetros para registrar los temblores de la Tierra provocados por pruebas subterráneas.
Una aguja en un pajar
Los sismómetros están diseñados para medir ondas sísmicas: pequeñas vibraciones de la superficie del suelo generadas cuando grandes cantidades de energía se liberan repentinamente bajo tierra, como durante terremotos o explosiones nucleares.
Hay dos tipos principales de ondas sísmicas. En primer lugar están las ondas corporales, que viajan hacia afuera en todas direcciones, incluso hacia las profundidades de la Tierra, antes de regresar a la superficie. En segundo lugar están las ondas superficiales, que viajan a lo largo de la superficie de la Tierra como ondas que se extienden en un estanque.
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La dificultad de utilizar ondas sísmicas para monitorear las pruebas nucleares subterráneas es distinguir entre explosiones y terremotos que ocurren naturalmente. Un objetivo fundamental del seguimiento es no pasar nunca por alto una explosión, pero cada día se producen miles de terremotos naturales de gran tamaño en todo el mundo.
Como resultado, monitorear las pruebas subterráneas es como buscar una aguja potencialmente inexistente en un pajar del tamaño de un planeta.
Armas nucleares versus terremotos
Se han desarrollado muchos métodos diferentes para ayudar en esta búsqueda durante los últimos 60 años.
Algunos de los más simples incluyen analizar la ubicación o profundidad de la fuente. Si un evento ocurre lejos de volcanes y límites de placas tectónicas, podría considerarse más sospechoso. Alternativamente, si ocurre a una profundidad superior a, digamos, tres kilómetros, es poco probable que haya sido una prueba nuclear.
Sin embargo, estos métodos simples no son infalibles. Se podrían realizar pruebas, por ejemplo, en zonas propensas a terremotos para camuflarse, y también es posible que se produzcan terremotos poco profundos.
Un método de seguimiento más sofisticado implica calcular la relación entre la cantidad de energía transmitida en las ondas corporales y la cantidad transportada en las ondas superficiales. Los terremotos tienden a gastar más energía en ondas superficiales que las explosiones.
Este método ha demostrado ser muy eficaz para identificar ensayos nucleares subterráneos, pero también es imperfecto. No logró clasificar efectivamente la prueba nuclear norcoreana de 2017, que generó importantes ondas superficiales porque se llevó a cabo dentro de un túnel en una montaña.
Este resultado subraya la importancia de utilizar múltiples técnicas de discriminación independientes durante el seguimiento: es probable que ningún método por sí solo resulte confiable para todos los eventos.
Un método alternativo
En 2023, mis colegas y yo de la Universidad Nacional de Australia y del Laboratorio Nacional de Los Álamos en Estados Unidos nos reunimos para reexaminar el problema de determinar la fuente de las ondas sísmicas.
Utilizamos un enfoque desarrollado recientemente para representar cómo se desplazan las rocas en el origen de un evento sísmico y lo combinamos con un modelo estadístico más avanzado para describir diferentes tipos de eventos. Como resultado, pudimos aprovechar las diferencias fundamentales entre las fuentes de explosiones y terremotos para desarrollar una Método mejorado para clasificar estos eventos..
Probamos nuestro enfoque en catálogos de explosiones y terremotos conocidos del oeste de Estados Unidos y descubrimos que el método acierta alrededor del 99% de las veces. Esto lo convierte en una nueva herramienta útil en los esfuerzos por monitorear las pruebas nucleares subterráneas.
Las técnicas sólidas para la identificación de ensayos nucleares seguirán siendo un componente clave de los programas de vigilancia mundial. Son fundamentales para garantizar que los gobiernos rindan cuentas por los impactos ambientales y sociales de las pruebas de armas nucleares.
Marcos HoggardInvestigador DECRA, Universidad Nacional Australiana
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