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Perguntas e respostas: O que a ciência dos terremotos nos diz sobre o teste nuclear da Coreia do Norte

Ondas sísmicas do teste subterrâneo foram sentidas na China e rapidamente detectadas tanto na Coreia do Sul como no Japão.

07/09/2017 06:50 -03 | Atualizado 07/09/2017 12:35 -03
EPA/Jeon Heon-Kyun
A Administração Meteorológica da Coreia do Sul, de olho no vizinho do norte.

Por Neil Wilkins

Acredita-se que a Coreia do Norte tenha realizado teste de uma bomba de hidrogênio. Ondas sísmicas do teste subterrâneo foram sentidas na China e rapidamente detectadas tanto na Coreia do Sul como no Japão – ambos os países confirmaram de forma independente que tratou-se de um teste nuclear. O que a ciência dos terremotos nos diz sobre esses testes?

Qual é a história do uso de técnicas de sismologia para monitorar testes nucleares?

O uso da chamada "sismologia forense" para detectar e identificar testes nucleares remonta quase ao nascimento das próprias armas nucleares. Em 1946, os Estados Unidos realizaram o primeiro teste subaquático de uma bomba nuclear no atol de Bikini, Pacífico. As ondas criadas pela enorme explosão foram registradas por sismômetros em todo o mundo, e os cientistas perceberam que a sismologia poderia ser usada para monitorar esses tipos de testes.

Em 1963, no auge da Guerra Fria, os testes nucleares passaram a ser realizados abaixo da terra. As ondas sísmicas de testes subterrâneos são mais difíceis de detectar, porque os abalos sentidos a longas distâncias são muito pequenos -- apenas em torno de um milionésimo de um centímetro.

Para medir as ondas de testes subterrâneos, os cientistas desenvolveram instrumentos mais sensíveis e começaram a instalar conjuntos de sismógrafos, nos quais diversos sismômetros são posicionados a poucos quilômetros um do outro. Esses conjuntos são mais eficientes na detecção de pequenas vibrações de uma fonte específica, em comparação com um único sismômetro. Eles também podem ser usados para indicar com maior precisão a origem das ondas.

Em 1996, o Tratado de Proibição Completa dos Testes (CTBT, na sigla em inglês) foi aberto para assinaturas, com o objetivo de proibir todas as explosões nucleares. Para fazer cumprir o tratado, a organização do CTBT, com sede em Viena, está estabelecendo um Sistema Internacional de Monitoramento com mais de 50 estações de monitoramento sísmico para detectar testes nucleares em qualquer lugar do planeta.

Esse sistema não usa apenas sismômetros. Instrumentos de infrassom detectam ondas sonoras de baixa frequência, inaudíveis para os humanos, geradas por potenciais explosões nucleares na atmosfera; instrumentos hidroacústicos escutam ondas sonoras que viajam longas distâncias pelos oceanos, geradas por explosões subaquáticas; e detectores de radionuclídeos "sentem o cheiro" dos gases radioativos liberados onde há testes nucleares.

O que os monitores sísmicos procuram?

Qualquer tipo de terremoto ou explosão, seja natural ou artificial, produz diferentes tipos de ondas que atravessam a Terra e podem ser detectadas por sismômetros, que podem medir movimentos muito pequenos no solo. As ondas mais rápidas são as primárias (ondas P), seguidas das secundárias (ondas S), que percorrem as profundezas da Terra. Em seguida, vêm as ondas de superfície, mais lentas, que provocam os tremores sentidos no nível do solo, porque só viajam perto da superfície.

Os sismômetros usam a diferença nos tempos de chegada dos diferentes tipos de ondas para determinar a distância do terremoto ou da explosão e a que profundidade eles ocorreram. Eles também podem medir a força do terremoto (sua magnitude).

Como os sismólogos distinguem uma explosão de um terremoto?

Há várias maneiras. Uma delas é medir a profundidade em que o terremoto ocorreu. Mesmo com a moderna tecnologia de perfuração, só é possível colocar um dispositivo nuclear a poucos quilômetros abaixo do solo; Se um terremoto ocorre a uma profundidade de mais de 10 quilômetros, podemos ter certeza de que não é uma explosão nuclear.

Estudos sobre os inúmeros testes nucleares ocorridos durante a Guerra Fria mostram que as explosões geram ondas P maiores que as ondas S, em comparação com os terremotos. As explosões também geram ondas superficiais proporcionalmente menores do que as ondas P. Os sismólogos podem, portanto, comparar o tamanho dos diferentes tipos de onda para tentar determinar se as ondas vieram de uma explosão ou um terremoto natural.

EPA/South Korea Meteorological Administration
Acompanhando as movimentações da Coreia do Norte.

Para casos como o da Coréia do Norte, que vem realizando uma série de testes nucleares desde 2006, podemos comparar diretamente o formato das ondas registradas em cada teste. Como os testes foram todos conduzidos em locais a poucos quilômetros um do outro, as ondas têm uma forma semelhante, diferindo apenas em magnitude.

O que a sismologia pode nos dizer sobre o teste mais recente?

Os dados sismológicos podem nos dizer se houve uma explosão, mas não se essa explosão foi causada por uma explosão nuclear ou explosivos convencionais. Para a confirmação final de que uma explosão foi nuclear, temos de confiar no monitoramento de radionuclídeos, ou experimentos no próprio local de teste.

Da mesma forma, não podemos diferenciar explicitamente entre uma bomba de fissão nuclear e uma bomba termonuclear de hidrogênio, nem podemos dizer se uma bomba é pequena o suficiente para ser montada em um míssil, como afirma o governo norte-coreano.

EPA/KCNA
Kim Jong-un com sua suposta bomba H.

O que podemos saber de acordo com os dados é uma estimativa do tamanho da explosão. Isso não é simples, pois a magnitude das ondas sísmicas e a forma como elas se relacionam com o poder explosivo da bomba dependem muito de onde exatamente o teste ocorreu e da profundidade em que foi testada. Mas, no caso deste último teste, podemos comparar diretamente a magnitude com os testes anteriores.

Esta mais recente explosão foi consideravelmente mais poderosa que a anterior, em setembro de 2016; o centro de monitoramento sísmico norueguês, NORSAR, estima uma explosão equivalente a 120 kilotons de TNT. Para comparação, as bombas lançadas sobre Hiroshima e Nagasaki em 1945 causaram explosões de 15 e 20 kilotons, respectivamente.

Quão confiável é a tecnologia?

Apesar das ressalvas acima, a sensibilidade dos instrumentos disponíveis e o aumento do número de estações de monitoramento significam que agora existe uma rede muito confiável para detectar testes nucleares em qualquer lugar do planeta.

Mesmo que o Tratado de Proibição Completa dos Testes não esteja em vigor, a expertise científica daqueles que estudam esses eventos está sempre melhorando. O fato de que as agências de monitoramento no Japão e na Coréia do Sul confirmaram este último teste em poucas horas mostram como essa tecnologia é impressionante.

The Conversation

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