La science de la détection des essais nucléaires

Quand la Corée du Nord a fait exploser, en janvier 2016, la bombe qui n’était probablement pas une bombe à hydrogène, l’explosion a déclenché des dizaines d’instruments appartenant à l’Organisation du Traité d’interdiction complète des essais nucléaires (CTBTO). L’organisation basée à Vienne possède un vaste système de surveillance mondiale pour confirmer les essais nucléaires secrets (pas si secret dans le cas de la Corée du Nord).

Mais la CTBTO est dans une position étrange. L’organisation existe pour détecter et décourager les essais de nouvelles armes nucléaires, mais son traité éponyme n’a pas été ratifié par les puissances nucléaires majeures comme, eh bien, les États-Unis (c’est pourquoi il s’agit d’une commission préparatoire). L’Inde n’a pas signé. Le Pakistan n’a pas signé. Et évidemment, la Corée du Nord non plus. Ne pouvant pas faire respecter le traité, la commission doit prouver sa valeur par d’autres manières. Elle courtise donc les scientifiques.

Cela fonctionne parce que 280 stations de surveillance de l’organisation à travers le monde recueillent beaucoup de données sismiques, infrasons, hydroacoustiques, radionucléides etc. Cet ensemble de données, 16 Go par jour, est une mine d’or pour les chercheurs dans des domaines aussi disparates que la sismologie et la biologie de la baleine. « Fondamentalement, nous voulons utiliser le cadre scientifique pour convaincre les diplomates que c’est une organisation solide avec la capacité technologique d’aller au-delà du contrôle quotidien d’explosions nucléaires potentielles », explique le secrétaire exécutif Lassina Zerbo. L’année dernière, la commission a tenu sa cinquième conférence de science et technologie de Vienne, qui a réunit plus de 1000 scientifiques de 104 pays.

« Rien du tout n’est comparable », explique Margaret Campbell-Brown, physicienne de l’Université de Western, Ontario. Elle utilise les tableaux des infrasons du réseau pour étudier les météores qui filent à travers l’atmosphère de la Terre. L’ampleur des ondes de choc des météores permet aux scientifiques de calculer l’énergie de la roche qui tombe. Lorsque le météore Chelyabinsk a filé à travers le ciel de Russie en 2013, le collègue de Campbell-Brown a pu commencer à télécharger les données des infrasons immédiatement, sauf dans certains cas, il a fallu attendre que l’onde de choc parvienne à un mi-chemin de la station au bout du monde. « La vitesse du son est une limite à l’obtention de données hors du réseau », dit-elle.

Cette ouverture est inhabituelle dans le monde de la politique nucléaire. Dans un premier temps, Zerbo dit qu’il n’a pas été facile de convaincre les membres de la Commission à partager leurs données. Mais l’énorme tsunami de 2004 en Asie du Sud a tout ouvert. Après que le tsunami a pris les pays de l’océan Indien par surprise, la commission a commencé à partager ses données sismiques pour un système d’alerte aux tsunamis. Avec l’infrastructure qui partage des données, les scientifiques l’ont depuis utilisé pour cartographier les migrations de baleines, suivre les retombées nucléaires de Fukushima, et détecter les accidents de sous-marins et d’avions.

A présent, une des plus grandes applications de ce réseau est la sismologie. Alors que d’autres réseaux sismiques mondiaux existent ( United States Geological Survey est un exemple notable), CTBTO est unique en ayant plus d’un détecteur à chaque station, pour détecter comment les ondes rebondissent à l’intérieur de la Terre et dans certains cas, comment elles voyagent à travers elle. « Vous avez besoin de toute une gamme de détecteurs pour ramasser les signaux très faibles », dit Miaki Ishii, sismologue à Harvard. Avec ces données, elle est en mesure de prendre une radiographie de la planète : « Les ondes rebondissent quand elles frappent différentes couches, et elles voyagent à des vitesses différentes dans les zones plus chaudes ou froides ».

Pour qu’une onde qui voyage si loin soit encore détectable, la source originale de l’onde doit être puissante : habituellement un tremblement de terre ou une grosse explosion. En fait, les explosions sont meilleures. « Les tremblements de terre ont tendance à durer pendant un certain temps, dit Ishii, alors que l’explosion est plus directe, de sorte que la forme d’onde est un pic assez simple ». Les données de vieux essais nucléaires russes, dit-elle, étaient la base des premières études de l’intérieur de la Terre.

Le mystère spécifique qu’Ishii veut résoudre avec les données sismiques du réseau nucléaire est ce qui se passe à la frontière entre le noyau interne solide de la Terre et le noyau externe liquide. Le noyau interne solide est en croissance, mais personne ne sait exactement à quelle vitesse. « Finalement, après un temps très long, le noyau sera complètement solide et ensuite nous allons perdre le champ magnétique de la Terre », dit-elle. Et vous le savez, l’Homme n’a jamais besoin de savoir si nous détruisons la planète avec des armes nucléaires en premier lieu.

yogaesoteric

17 décembre 2017

Also available in: Română