Rozlišení vzdálených záznamů přirozených zemětřesení a explozí na příkladu severokorejských jaderných testů

Abstract

Severní Korea je jedinou zemí, která po roce 2000 uskutečnila jaderné exploze. Na své jaderné střelnici Punggye-ri v sv. části země provedla Severní Korea v letech 2006 až 2016 celkem pět pokusných jaderných explozí. Magnitudo mb počítané z objemových vln dosáhlo v případě posledního testu, ze dne 9. 9. 2016, hodnoty 5,1 (podle IDC CTBTO) až 5,3 (podle NEIC a NDC Brno). Zatím poslední jaderná exploze uskutečněná na území KLDR byla tedy nejsilnější z diskutovaných pěti událostí. Seismický signál odpovídající severokorejským jaderným testům byl registrován mnoha seismickými stanicemi, včetně širokopásmových stanic Ústavu fyziky Země (ÚFZ). Jedna z těchto stanic (stanice VRAC) je součástí Mezinárodního monitorovacího systému CTBTO zaměřeného na verifikaci dodržování Smlouvy CTBT. Pro tento účel je ovšem nezbytné seismické jevy nejen detekovat a lokalizovat, ale je nutné také rozlišit záznamy přirozených zemětřesení a explozí. Vzhledem k obrovskému množství dat (Mezinárodní datové centrum CTBTO lokalizovalo v roce 2016 více než 37.000 seismických jevů) je zapotřebí, aby metody aplikované rutinně pro toto rozlišení byly jednoduché a automatizované. První rozlišení může být provedeno již jen na základě lokace a hypocentrální hloubky. Další široce používanou metodou je metoda založená na porovnání magnitud Ms a mb. Třetí metodou diskutovanou v tomto článku je metoda využívající kvantifikaci tzv. komplexity (poměr energie cody a počáteční sekvence signálu). Severokorejské jaderné testy vykazují vyšší hodnoty Ms (s ohledem na magnituda mb), než je běžné u jaderných explozí. Naopak předběžně vypočtené hodnoty komplexity jsou v případě severokorejských testů typicky nízké. Výpočet hodnot komplexity ovšem silně závisí na poměru amplitud signálu a šumu. V případě identifikace jevů typu severokorejských jaderných testů se tak jeví jako vhodný postup kombinovat obě diskutované metody (poměry magnitud Ms:mb a výpočty komplexity).