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Nordkorea zündet Kernwaffe Wie Forscher einen Atomtest von einem Erdbeben unterscheiden

Seismische Wellen
Anhand unterschiedlicher Wellentypen können Wissenschaftler bestimmen, ob es sich bei einem seismischen Ereignis um ein Erdbeben oder einen Kernwaffentest handelt
© Picture Alliance
Zunächst wurden Erdstöße in Nordkorea gemessen, schnell stand für Wissenschaftler weltweit fest: Es handelt sich um einen erneuten Atomtest. Doch wie können Forscher so schnell bestimmen, dass das Beben künstlichen Ursprungs ist? Eine Studie gibt Aufschlüsse.

Am Freitagmorgen wurden bei Erdbebenwarten weltweit Erdstöße der Stärke 5,3 gemessen, die vom nordkoreanischen Atomtestgeländes Pyunggye-Ri stammten. Schnell gingen Experten von einem erneuten Atomwaffentest des Regimes in Pjöngjang aus. Und es dauerte nicht lange, bis sich die Vermutungen betätigten: Bei dem Test sei ein "neu entwickelter Atomsprengkopf" zur Explosion gebracht worden, berichtete das nordkoreanische Staatsfernsehen. International wurde der Kernwaffentest bereits scharf verurteilt. Doch wie gelingt es Wissenschaftlern eigentlich, einen Atomtest von einem natürlichen Erdbeben zu unterscheiden?

Eine Studie des "Lawrence Livermore National Laboratory“ zeigt, wie es Forschern gelingt, den Unterschied zwischen einem Mineneinsturz, einem Erdbeben und einem Atomwaffentest zu messen - und das sogar, von der anderen Seite des Planeten. Der Schlüssel hierfür sind die Unterschiede in den Erdbewegungs-Mustern, die durch verschiedene Erschütterungsquellen verursacht werden. Die Unterschiede in den sogenannten seismischen Wellen, können anhand von Grafiken auch visualisiert werden. Eine Darstellung des "Lawrence Livermore National Laboratory“ verdeutlicht, wie sich verschiedene Arten von Ereignissen auf einem sogenannten Hudson-Diagramm darstellen lassen:

Wellen
Auf einem Hudson-Diagramm lassen sich die unterschiedlichen Arten von Erschütterungen visualisieren
© Lawrence Livermore National Laboratory

Im Rahmen einer internationalen Kooperation, dem International Monitoring System, arbeiten weltweit 337 Messstationen dran, seismische Aktivitäten zu beobachten - und Nuklearexplosionen zu identifizieren. Als das Regime in Pjöngjang am 9. Oktober 2006 erstmals einen Atomwaffentest durchführt, ergab sich für die Wissenschaftler seit langem wieder eine Chance, die seismischen Wellen, die durch eine atomare Explosion verursacht werden, genau unter die Lupe zu nehmen. Ziel war es damals, möglichst schnell das Epizentrum der Explosion - und dessen Stärke - zu bestimmen. Bei seismischen Wellen unterscheiden Forscher zwischen zwei Hauptkategorien: Oberflächenwellen und Raumwellen. Während sich Oberflächenwellen über die Erdoberfläche verbreiten, reisen Raumwellen durch unseren Planeten hindurch und werden dabei von Objekten reflektiert. 

Verhältnis zwischen P- und S-Wellen ausschlaggebend

Bei den Raumwellen gilt es wiederum zwischen P- und S-Wellen zu unterscheiden. Unterirdische Explosionen erzeugen laut dem "Lawrence Livermore National Laboratory" überwiegend P-Wellen, die sich in relativ symmetrischer, sphärischer Form ausbreiten. Erdbeben hingegen erzeugen überwiegend S-Wellen und nur schwache P-Wellen. Besonders das Verhältnis zwischen P- und S-Wellen hilft Forschern die Ursache einer Erschütterung zu bestimmen. Eine weitere Grafik verdeutlicht, wie unterschiedlich die seismischen Wellen eines Erdbebens und eines Atomwaffentests sind: 

Wellen
Die Messung in Blau zeigt die seismischen Wellen eines Erdbebens, die Messung in Rot zeigen die eines nordkoreanischen Atomtests
© Lawrence Livermore National Laboratory
amt

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