雷达显示朝鲜的核试验移动了一座山

来源:Nature自然科研 | 发布: | 发布时间:2018-05-30,星期三 | 阅读:140

原文以Radar reveals North Korea’s nuclear test moved a mountain为标题

发布在2018年5月10日的《自然》新闻 上

原文作者:Mark Zastrow

万塔山偏移超过3米,但无大规模崩塌的迹象。

朝鲜核试验产生的地震波。 一项研究利用地震波和雷达数据来测量试验场的山体运动。图片来源:Chung Sung-Jun/Getty

朝鲜在其山区试验场深处引爆了最新的核武器,从对这次事件及其后果细节的重构来看,山峰的侧面向上和向外扩展了几米。

这一分析首次将卫星雷达图像与地震数据结合起来,追踪2017年9月3日在万塔山发生的核试验的影响。它还发现此次核试验不仅造成6.3级地震扰动,还导致山顶下沉约半米。这一分析发表在5月10日的《科学》杂志上。

“我绘制过许多地球动力学过程产生的表层位移,例如地震、火山喷发、山体滑坡,但是我从未见过由人类活动造成的如此大的位移。”文章共同作者王腾说道。他来自新加坡南洋理工大学,主要从事遥感和大地测量学研究。

王腾说,尽管这座山发生了很大程度的倾斜,但分析显示峰顶没有明显的坑陷。他表示,这有望减轻人们对这座山可能会发生实质性倒塌,从而容易发生辐射泄漏的担忧。自2006年起,朝鲜已经在丰溪里附近的试验场进行了六次核试验。

研究人员称,这项工作是目前关于核试验的最详细的研究,其中采用了一种名为合成孔径雷达(SAR)的技术——通常用于制作三维地形图。他们表示,这项分析展示了在监测未来的核试验时,地球物理学家能够如何使用这些数据,以作为传统地震方法的补充。

“现在核试验并不常见。”罗德岛大学的地球物理学家Matt Wei说, “但是,监测核试验仍然是我们要做的最重要的事情之一。”

上升,下降和压实

大部分关于核爆炸的检测和分析都依赖于该地区观测站的地震数据。但是如果没有进入现场,测量山的实际位移是有困难的。

王腾的团队转向了SAR,通过应用高速移动平台发射的雷达波束扫描目标来创建高分辨率图像。王腾和他的合作者比较了德国TerraSAR-X卫星在爆炸之前和之后收集到的数据。

他们发现这座山的斜坡已经水平向外移动了3.5米,地形最陡峭的西部和南部地区位移程度最高。

通过进一步应用地震数据和计算机建模,他们重新创建了事件序列来模拟山内发生的过程,并调整模型使之与观测结果相符。分析表明,爆炸发生大约一秒钟后,在爆炸产生的洞腔正上方,有部分岩石发生了塌陷。

王腾说,八分半钟后发生了第二次较小的地震,许多人认为这来自于试验场某些隧道的倒塌。不过,这些地震几乎没有使山体移动。

然而,根据这个研究团队的模型,在接下来的一周,腔洞上方受损的岩石慢慢沉入其中,导致山顶下沉了半米。

研究人员估计,此次核爆产生的影响相当于190千吨的TNT,或者第二次世界大战结束时投向日本广岛的原子弹的13倍。这一计算结果略高于爆炸发生后立即做出的估计。

确认和证实

Matt Wei说,这项研究表明空间观测资料足够准确,可以独立作为分析核试验的工具。他去年发表的一篇研究报告使用类似的SAR技术来研究2016年1月朝鲜进行的第四次核试验,但无法区分山体滑坡和真正的山体运动。他说,他的方法对水平运动不那么敏感。但王的研究结果表明,“这次山体运动肯定是由核爆造成的。”他说。

最近几周,试验场的状态已经引发了诸多猜测。朝鲜领导人金正恩承诺在5月底之前关闭该场址,这表明他可能愿意通过谈判放弃朝鲜的核武器

中国研究人员在3月和4月发表的两项关于地震的研究也表明,山体的局部坍塌可能产生辐射泄露的风险,并可能导致该地无法使用。

哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站(Lamont-Doherty Earth Observatory)的地震学家Won-Young Kim说,鉴于最新研究所报告的移位量,场地设施可能受到了一定损害,但他认为号称整个山区不稳定并可能崩塌的报告是“夸大其词”。

Nature|doi: 10.1038/d41586-018-05118-9



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