地下核試驗難以被察覺，但一種新方法能以高達99%的準確率發現它們。自1945年首次原子彈爆炸以來，全球共進行了2000多次核武器試驗，涉及美國、蘇聯、英國、法國、中國、印度、巴基斯坦和朝鮮等八個國家。為了安全和保密的原因，這些試驗大多在地下進行，使得它們變得難以被檢測，通常唯一的跡象是它們產生的「地震波」。
現在，澳大利亞國立大學的研究人員開發了一種新方法，能夠以極高的準確度區分地下核試驗和自然地震。這一發現發表在《地球物理期刊國際》上，展示了如何利用地震波的細微差異來識別核試驗。
地震波是在地下突然釋放大量能量時產生的地面微震動，如地震或核爆炸。這些波分為「體波」和「面波」，前者向四面八方傳播，後者沿地表擴散。然而，將地震波用於監測地下核試驗的難點在於如何區分爆炸和自然地震。監測的核心目標是不錯過任何一次爆炸，但全球每天都有成千上萬的自然地震。
過去60年來，科學家們開發了許多不同的方法來改善這種搜索。其中包括分析地震源的位置或深度，以及計算體波與面波中能量傳遞的比率。然而，這些方法都不是完美的。例如，2017年朝鮮的核試驗就因為在山中隧道內進行而產生了大量的表面波，使得該方法失效。
能夠分辨爆炸跟地震差異
CTBTO（全面核試驗禁止條約組織）使用地震站監測地下核爆炸。（影片／CTBTO）
為了解決這一問題，澳大利亞國立大學和美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室的研究人員重新審視了這一難題。他們採用了一種新的方法來表示地震事件源頭處岩石的位移，並結合了更先進的統計模型來描述不同類型的事件。通過這種方法，他們能夠利用爆炸和地震源頭之間的根本差異，來開發一種更好的事件分類方法。
研究人員在美國西部已知的爆炸和地震目錄上進行了測試，結果發現該方法的準確率達到約99%。這使得它成為監測地下核試驗努力中的一個極具價值的新工具。
這項技術對全球監測計劃來說至關重要，不僅因為它可以幫助科學家更有效地識別核試驗，還因為它能確保各國政府對核武器試驗的環境和社會影響負責。隨著這種新方法的應用，未來地下核試驗的監測和識別可能會更加高效和精確。
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首圖來源：Wikimedia cc By4.0
影片來源：CTBTO cc By4.0
參考論文：
1.Seismic moment tensor classification using elliptical distribution functions on the hypersphereGeophysical Journal International
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