A nuvem da bomba atômica sobre Nagasaki de Koyagi-jima em 1945 foi uma das primeiras detonações nucleares a ocorrer neste mundo. Após décadas de paz, a Coréia do Norte está detonando bombas novamente. Crédito: Hiromichi Matsuda.

A ciência sabe se uma nação está testando bombas nucleares

Tremor de terra? Explosão nuclear? Fissão ou fusão? Nós sabemos, mesmo que os líderes mundiais mentam.

"A Coréia do Norte ensinou uma grande lição a todos os países do mundo, especialmente os países desonestos das ditaduras ou o que quer que seja: se você não quiser ser invadido pela América, compre algumas armas nucleares." -Michael Moore

No cenário internacional, há poucas coisas mais assustadoras para o mundo em geral do que a possibilidade iminente de guerra nuclear. Muitos países têm a bomba - alguns com bombas apenas de fissão, outros conseguiram a fusão nuclear mais mortal - mas nem todos declaram publicamente o que têm. Alguns detonam dispositivos nucleares enquanto o negam; outros afirmam possuir bombas de fusão quando não têm capacidade. Graças a um profundo conhecimento da ciência, da Terra e de como as ondas de pressão viajam através dela, não precisamos de uma nação verdadeira para descobrir a história real.

Uma foto de Kim Jong-Un, divulgada poucas semanas antes da mais recente detonação nuclear norte-coreana. Ele mostra o líder do país na fazenda Catfish, em um local não revelado na Coréia do Norte. Crédito da imagem: KNS / AFP / Getty Images.

Em janeiro de 2016, o governo norte-coreano alegou que detonou uma bomba de hidrogênio, que prometeram usar contra quaisquer agressores que ameaçassem seu país. Embora as agências de notícias mostrassem fotografias de nuvens de cogumelos ao lado de suas reportagens, elas não fazem parte dos testes nucleares modernos; isso foi filmagem. A radiação que é liberada na atmosfera é perigosa e seria uma violação clara do Tratado de Proibição Completa de Testes Nucleares de 1996. Então, o que as nações geralmente fazem, se querem testar armas nucleares, é fazê-lo onde ninguém pode detectar a radiação: no subsolo profundo.

Na Coréia do Sul, os relatos sobre a situação são terríveis, mas imprecisos, pois as nuvens de cogumelos mostradas têm décadas e filmagens não relacionadas aos testes norte-coreanos. Crédito da imagem: Yao Qilin / Xinhua Press / Corbis.

Você pode detonar uma bomba onde quiser: no ar, debaixo d'água no oceano ou no mar ou no subsolo. Todos os três são detectáveis ​​em princípio, embora a energia da explosão seja “abafada” por qualquer meio pelo qual ela viaja.

  • O ar, sendo o menos denso, faz o pior trabalho de abafar o som. Tempestades, erupções vulcânicas, lançamentos de foguetes e explosões nucleares emitem não apenas as ondas sonoras às quais nossos ouvidos são sensíveis, mas ondas infra-sonoras (comprimento de onda longo, baixa frequência) que - no caso de uma explosão nuclear - são tão enérgicas que detectores em todo o mundo o mundo saberia facilmente.
  • A água é mais densa e, embora as ondas sonoras viajem mais rápido no meio da água do que no ar, a energia se dissipa mais substancialmente à distância. No entanto, se uma bomba nuclear é detonada debaixo d'água, a energia liberada é tão grande que as ondas de pressão geradas podem ser facilmente captadas pelos detectores hidroacústicos que muitas nações implantaram. Além disso, não há fenômenos naturais aquáticos que possam ser confundidos com uma explosão nuclear.
  • Portanto, se um país quer tentar "ocultar" um teste nuclear, a melhor opção é realizar o teste no subsolo. Enquanto as ondas sísmicas geradas podem ser muito fortes a partir de uma explosão nuclear, a natureza tem um método ainda mais forte de geração de ondas sísmicas: terremotos! A única maneira de diferenciá-los é triangular a localização exata, pois terremotos ocorrem muito, muito raramente, a uma profundidade de 100 metros ou menos, enquanto testes nucleares (até agora) sempre ocorreram a uma pequena distância do subsolo.

Para esse fim, os países que verificaram o Tratado de Proibição de Testes Nucleares criaram estações sísmicas em todo o mundo para farejar quaisquer testes nucleares que ocorram.

Sistema internacional de monitoramento de testes nucleares, mostrando os cinco principais tipos de testes e os locais de cada estação. No total, existem 337 estações ativas no momento. Crédito da imagem: CTBTO.

É esse ato de monitoramento sísmico que nos permite tirar conclusões sobre o quão poderosa foi uma explosão, bem como onde na Terra - em três dimensões - ocorreu. O evento sísmico norte-coreano que ocorreu em 2016 foi detectado em todo o mundo; existem 337 estações de monitoramento ativas na Terra que são sensíveis a eventos como esse. De acordo com o Serviço Geológico dos Estados Unidos (USGS), houve um evento ocorrido na Coréia do Norte em 6 de janeiro de 2016, equivalente a um terremoto de magnitude 5,1, ocorrendo a uma profundidade de 0,0 quilômetros. Com base na magnitude do terremoto e nas ondas sísmicas que foram detectadas, podemos reconstruir a quantidade de energia que o evento liberou - em torno do equivalente a 10 quilotons de TNT - e determinar se isso é provavelmente um evento nuclear ou não.

Graças à sensibilidade das estações de monitoramento, a profundidade, magnitude e localização da explosão que causou a agitação da Terra em 6 de janeiro de 2016 podem ser bem estabelecidas. Crédito da imagem: United States Geological Survey, via http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us10004bnm#general_map.

A verdadeira chave, além da evidência circunstancial da magnitude e profundidade do terremoto, vem dos tipos de ondas sísmicas geradas. Genericamente, existem ondas S e ondas P, onde S significa secundário ou cisalhamento, enquanto P significa primário ou pressão. Sabe-se que terremotos geram ondas S muito fortes em comparação com as ondas P, enquanto testes nucleares geram ondas P muito mais fortes. Agora, a Coréia do Norte alegou que se tratava de uma bomba de hidrogênio (fusão), muito mais mortífera do que as bombas de fissão. Enquanto a energia liberada por uma arma de fusão baseada em urânio ou plutônio é tipicamente da ordem de 2 a 50 quilotons de TNT, uma bomba H (ou bomba de hidrogênio) pode ter liberações de energia mil vezes maiores, com o registro sendo realizada pelo teste de 1961 da União Soviética do Tsar Bomba, com liberação de 50 Megatons de TNT de energia.

A explosão do Tsar Bomba de 1961 foi a maior detonação nuclear já realizada na Terra, e talvez seja o exemplo mais famoso de uma arma de fusão já criada. Crédito da imagem: Andy Zeigert / flickr.

O perfil das ondas recebidas em todo o mundo nos diz que não foi um terremoto. Então, sim, a Coréia do Norte provavelmente detonou uma bomba atômica. Mas, era uma bomba de fusão ou uma bomba de fissão? Há uma grande diferença entre os dois:

  • Uma bomba de fissão nuclear pega um elemento pesado com muitos prótons e nêutrons, como certos isótopos de urânio ou plutônio, e os bombardeia com nêutrons que podem ser capturados pelo núcleo. Quando a captura ocorre, ele cria um novo isótopo instável que se dissocia em núcleos menores, liberando energia e também nêutrons livres adicionais, permitindo que ocorra uma reação em cadeia. Se a configuração for feita corretamente, um número tremendo de átomos pode sofrer essa reação, transformando centenas de miligramas ou mesmo gramas de matéria em energia pura através do E = mc² de Einstein.
  • Uma bomba de fusão nuclear leva elementos leves, como o hidrogênio, e sob tremendas energias, temperaturas e pressões, faz com que esses elementos se combinem em elementos mais pesados, como o hélio, liberando ainda mais energia do que uma bomba de fissão. As temperaturas e pressões necessárias são tão grandes que a única maneira de descobrirmos como criar uma bomba de fusão é cercar um pellet de combustível de fusão com uma bomba de fissão: somente essa tremenda liberação de energia pode desencadear a reação de fusão nuclear de que precisamos para liberar toda essa energia. Isso pode transformar até um quilograma de matéria em energia pura no estágio de fusão.
A semelhança entre testes de fissão nuclear conhecidos e um teste de fissão suspeito é inconfundível. Apesar das alegações feitas, as evidências revelam a verdadeira natureza desses dispositivos. Observe que os rótulos Pn e Pg estão ao contrário, detalhes que talvez apenas um geofísico notaria. Crédito da imagem: Alex Hutko no Twitter, via https://twitter.com/alexanderhutko/status/684588344018206720/photo/1.

Em termos de produção de energia, não há como o terremoto norte-coreano ter sido causado por uma bomba de fusão. Se assim fosse, seria de longe a energia mais baixa, a reação de fusão mais eficiente já criada no planeta, e de maneira que até os teóricos não tenham certeza de como isso poderia ocorrer. Por outro lado, existem amplas evidências de que isso não passava de uma bomba de fissão, pois esse resultado da estação sísmica - publicado e registrado pelo sismólogo Alexander Hutko - mostra a incrível semelhança entre a bomba de fissão norte-coreana de 2013 e a explosão de 2016.

A diferença entre terremotos que ocorrem naturalmente, cujo sinal médio é mostrado em azul, e um teste nuclear, como mostrado em vermelho, não deixa ambiguidade quanto à natureza de tal evento. Crédito da imagem: 'Detalhando sinais sísmicos', Science and Technology Review, março de 2009.

Em outras palavras, todos os dados que temos estão apontando para uma conclusão: o resultado desse teste nuclear é que temos uma reação de fissão ocorrendo, sem nenhum indício de reação de fusão. Não importa se foi porque um estágio de fusão foi projetado e falhou, ou porque a idéia de que a Coréia do Norte tinha uma bomba de fusão foi projetada para ser um artifício intimidador, este definitivamente não foi um terremoto! As ondas S e P provam que a Coréia do Norte está detonando armas nucleares, violando o direito internacional, mas as leituras sísmicas, apesar de suas incríveis localizações remotas, nos dizem que não era uma bomba de fusão. A Coréia do Norte tem tecnologia nuclear da década de 1940, mas não mais. Todos os seus testes foram mera fissão, não fusão. Mesmo quando os líderes mundiais mentem, a Terra nos dirá a verdade.

Começa com um estrondo agora está na Forbes e republicado no Medium graças aos nossos apoiadores do Patreon. Ethan é autor de dois livros, Beyond The Galaxy, e Treknology: The Science of Star Trek, de Tricorders a Warp Drive.