La vibrante relación entre el geólogo y la bomba atómica

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Cuando el pasado día 6 de enero Corea del Norte afirmaba al mundo que había detonado su primera bomba de hidrógeno, las agencias de inteligencia pusieron todas sus miradas en el críptico país asiático para comprobar si efectivamente se había producido la prueba o si únicamente era un nuevo órdago de Kim Jong-un tras su anuncio el pasado mes de diciembre. ¿Sabías que la geología puede arrojar algo de luz en este asunto?

TEXTO POR NAHÚM MÉNDEZ
ILUSTRADO POR JOSÉ PARADA
ARTÍCULOS
GEOLOGÍA
15 de Febrero de 2016

Aunque la mayoría pueda pensar que entre un geólogo y la bomba atómica no hay más relación que la de tratar de encontrar una fuente de uranio cercana, con buena calidad y fácil de extraer (es decir, el malo de la película), la realidad es que habitualmente participamos activamente en la verificación de los diversos tratados que prohíben las pruebas nucleares (en el equipo de los buenos).

Hemos visto en infinidad de ocasiones en la prensa como el gobierno de turno, interesado en conseguir repercusión internacional, anuncia que tiene armas nucleares o que va a realizar una prueba. Normalmente, aporta pocos detalles para que le prestemos algo de atención extra y tratemos de averiguar por nuestros propios medios qué tipo de bomba y cuál es la energía liberada en la detonación.

Existen distintas maneras de saber dónde y cuándo ha ocurrido una explosión nuclear. Sin embargo, conseguir estos datos no es tarea fácil y dependiendo de cómo y dónde se realicen estas pruebas (si han sido subterráneas, subacuáticas o en nuestra atmósfera) pueden ocurrir diferentes fenómenos que somos capaces de observar desde cierta distancia y de los que obtener información.

Lo cierto es que, a día de hoy, es difícil que a algún gobierno se le ocurra hacer pruebas de este tipo en la atmósfera por el riesgo de contaminación para su propio territorio. Por ello, realizarlas de manera subacuática o subterránea garantiza cierto nivel de «intimidad», sobre todo si se consigue contener la explosión, aunque esto es prácticamente imposible.

A día de hoy, es difícil que a algún gobierno se le ocurra hacer pruebas de este tipo en la atmósfera por el riesgo de contaminación para su propio territorio

Una de las maneras de detectar si se han llevado a cabo este tipo de pruebas es estudiando nuestra propia atmósfera. En el mundo hay sesenta y tres instalaciones dedicadas al estudio de partículas de elementos radioactivos que pueden viajar largas distancias por sí solos o adheridos a otras partículas y aparecer en nuestra atmósfera como fruto de una explosión nuclear. Algunos de estos elementos existen de manera natural en nuestro planeta, pero hay isótopos del xenón, por ejemplo, que aparecen únicamente como productos de una explosión nuclear y suponen una prueba inequívoca de que esta ha ocurrido. Con estos datos y los modelos de transporte de nuestra atmósfera podemos averiguar la procedencia de estos elementos y por lo tanto, dónde se ha producido la detonación.

Otra forma es estudiar los pequeños cambios en la presión atmosférica que puedan deberse a las explosiones. Para ello se usan las estaciones acústicas, que son capaces de medir estos cambios a grandes distancias y con una gran resolución, aunque este tipo de cambios pueden deberse también a muchas fuentes de origen natural y artificial, desde las erupciones volcánicas a las tormentas, pasando por el vuelo de los aviones o el lanzamiento de cohetes espaciales.

También podemos estudiar las ondas que se propagan por el interior de los cuerpos de agua como resultado de la explosión. Este tipo de monitorización nos permite detectar únicamente las explosiones submarinas o aquellas pruebas que se realizan muy cerca de la costa.

Las tres técnicas comentadas nos han proporcionado durante años una gran cantidad de información, pero lo cierto es que, hoy día, la mayoría de pruebas nucleares se realizan bajo tierra y es aquí donde entra la labor del geólogo.

Gracias a las redes de sismómetros, que se encargan de medir las vibraciones de nuestro planeta provocadas por los terremotos naturales, también podemos estudiar la dimensión de las pruebas nucleares, así como establecer con bastante precisión cuándo y dónde se han producido. De hecho, esta técnica se usa habitualmente para estudiar las detonaciones ilegales en las canteras para evitar, entre otras cosas, el uso de explosivos sin la licencia ni permisos adecuados.

Al fin y al cabo, una liberación de energía de estas características también provoca una sacudida en la corteza terrestre que es fácilmente registrable. Dedicadas precisamente a esta labor hay repartidas por el mundo unas 150 estaciones sísmicas, pero también pueden usarse las redes de los diferentes institutos geológicos, ya que son igualmente capaces de detectar estos terremotos.

Gracias a las redes de sismómetros, que se encargan de medir las vibraciones de nuestro planeta provocadas por los terremotos naturales, también podemos estudiar la dimensión de las pruebas nucleares

Distinguir si la señal que hemos recogido con el sismómetro proviene de una fuente natural o de una fuente artificial a veces es complicado, ya que hay diversos factores que pueden enmascarar la señal como son la distancia de la explosión a las estaciones sísmicas, que provoca una atenuación en la propia señal sísmica o la sensibilidad del propio instrumento.

Uno de los primeros criterios que estudiamos para verificar si estamos ante una explosión o un terremoto de origen natural es si la señal registrada comienza bruscamente y se va atenuando o si por lo contrario comienza poco a poco y tiene diferentes picos según la llegada de las diferentes ondas a lo largo del tiempo. Normalmente, las explosiones liberan toda la energía de golpe, en un instante, mientras que los terremotos naturales pueden llegar a liberarla durante varios minutos.

Arriba, el sismograma de la explosión nuclear del pasado día 6 de enero, abajo, el sismograma de un terremoto natural de una magnitud similar en Japón. Nótese la diferencia entre ambas señales.
Arriba, el sismograma de la explosión nuclear del pasado día 6 de enero, abajo, el sismograma de un terremoto natural de una magnitud similar en Japón. Nótese la diferencia entre ambas señales. Datos cortesía de IRIS

Otro detalle a tener en cuenta es cómo se comportan las ondas que vemos en el sismograma. En los terremotos naturales, las ondas P, llamadas así porque son las primeras en llegar a la estación sísmica, suelen tener una amplitud menor que las ondas S, mientras que en las explosiones suele invertirse esta tendencia.

Distinguir si la señal que hemos recogido con el sismómetro proviene de una fuente natural o de una fuente artificial a veces es complicado

La profundidad a la que ocurre el terremoto, un valor calculable con el sismograma, es también un detalle a tener muy en cuenta, ya que actualmente no se puede introducir y detonar una bomba a mucha profundidad, aunque bien es cierto que existen terremotos naturales a muy poca profundidad.

En la imagen de satélite, con el símbolo en rojo, se encuentra el lugar aproximado de la prueba nuclear del pasado 6 de enero.
En la imagen de satélite, con el símbolo en rojo, se encuentra el lugar aproximado de la prueba nuclear del pasado 6 de enero. Imagen cortesía de Google

Hasta ahora, los únicos datos que tenemos sobre la posible detonación de la bomba de hidrógeno por parte de Corea del Norte son los ofrecidos por los geólogos. Con el sismograma sabemos que el terremoto provocado por la explosión nuclear de Corea del Norte tuvo una magnitud de 5.1, similar a la del terremoto de Lorca del año 2011, y con la energía liberada equivalente a la de la explosión de la bomba atómica de Nagasaki.

Con esta información podemos decir que la prueba fue de una envergadura similar (y localización prácticamente igual) a las que ya realizó en 2006, 2009 y 2013, por lo que podríamos estar ante una bomba de fisión tradicional en vez de la bomba H. Lamentablemente las ondas sísmicas no tienen la suficiente información para discriminar el tipo de prueba y tendremos que seguir recabando datos.

Con esta información podemos decir que la prueba fue de una envergadura similar (y localización prácticamente igual) a las que ya realizó en 2006, 2009 y 2013, por lo que podríamos estar ante una bomba de fisión tradicional en vez de la bomba H“

Entre tanto, la geología seguirá durante muchos años jugando uno de sus papeles menos conocidos: el de instrumento para desenmascarar explosiones que de otra manera resultaría imposible con la tecnología actual. Ahora ya los sabes. 

Referencias

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