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中国科学家精确测定朝鲜三次核爆当量

  据外电报道,朝鲜于2013年2月12日在(41.302°N, 129.066°E)进行了第三次也是迄今为止最大的一次地下核爆试验。与朝鲜接壤地区的中国居民对该事件有震感。

  美国地质调查局(USGS)给出此次事件的震级为M 5.1,中国地震信息网公布的面波震级为Ms 4.9。我们根据中国国家数字地震台网资料,测定了该事件的体波震级mb(Lg)为4.93±0.21,估计了该事件的当量约为8千吨。

  作为比较,下表一并列出了此次朝鲜核试验与之前于2006年10月9日和2009年5月25日两次地下核试验的参数。 

事件 体波震级mb(Lg) 当量(kt) 参考文献
2006-10-09 3.93 0.48 Zhao et al., 2008
2009-05-25 4.53 2.35 Zhao et al., 2012
2013-02-12 4.93 8.08 本研究

  图1为三次朝鲜核爆在牡丹江地震台(MDJ)的垂直分量波形记录。三次事件的波形极为相似,均具有显著的爆炸震源特征。P波具有尖锐的初至且能量较大。由于震源深度小,周期为3-5 s的Rayleigh面波发育良好。

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 图1 三次朝鲜核爆在牡丹江地震台(MDJ)垂直分量波形记录

  图2为朝鲜核爆在MDJ、SNY和BNX地震台得到的垂直分量振幅谱,其中P波能量高于Lg波的能量。由于此次核爆震级较大,因此具有较高的信噪比。

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 图2 朝鲜核爆在MDJ、SNY和BNX地震台所记录到的垂直分量记录的频谱

  图3是由区域地震台网得到的平均谱比值Pg/Lg,其中红色为核爆炸源的结果,黑色为天然地震事件的结果。结果表明,采用谱比值方法可以有效地识别爆炸震源和天然地震。该结果也证明,此次发生在中朝边界地区的事件确为一次地下核试验。

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  图3 区域地震台网平均的谱比值Pg/Lg,能够有效地区分爆炸源(红色)和天然地震事件(黑色)

  利用我们得到的此次事件的体波震级mb(Lg)与Bowers et al.(2001)的震级与爆炸当量的经验关系可以估计朝鲜核爆的当量,其过程如图4所示。

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 图4 朝鲜核爆的当量估计

  • 责任编辑:常晓宇

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