Berlin. Der Unterschied zwischen einem Atomtest und einem Erdbeben war für Forscher nicht leicht auszumachen. Eine neue Methode ändert das.

Bisher war es schwierig, unterirdische Atomwaffentests von Erdbeben zu unterscheiden. Forscher haben nun eine Methode entwickelt, mit dem sich Nuklearexplosionen von natürlichen Erdbeben abgrenzen lassen. Die Studie, die im Geophysical Journal International veröffentlicht wurde, stützt sich auf Datensätze bekannter Tests aus den USA und lässt mit 99 Prozent Genauigkeit sagen, ob eine nukleare Explosion oder ein Erdbeben beobachtet wurde.

Wie Forscher einen Atomtest von einem Erdbeben unterscheiden

In den letzten 60 Jahren wurden verschiedene Techniken entwickelt, um die Suche nach unterirdischen Tests zu erleichtern. Die Analyse der Tiefe oder der Position der Quelle einer Erschütterung gehört zu den einfachsten, schreibt der Hauptautor der Studie, Mark Hoggard von der Australian National University (ANU), in einem Artikel auf „The Conversation“.

Erschütterungen, die weit entfernt von tektonischen Plattengrenzen und Vulkanen aufträten, könnten zum Beispiel auf einen Atomtest hindeuten. Treten sie hingegen in einer Tiefe von mehr als drei Kilometern auf, sei es unwahrscheinlich, dass es sich um einen Atomtest handelt, so Hoggard.

Eine weitere Analyse nutzt die Messmöglichkeiten des Seismometers, mit dem seismische Wellen gemessen werden können. „Seismische Wellen sind winzige Erschütterungen der Erdoberfläche, die entstehen, wenn plötzlich große Energiemengen im Untergrund freigesetzt werden“, erklärt Hoggard.

Um Erdbeben von Nuklearexplosionen unterscheiden zu können, sei es wichtig, Raumwellen von Oberflächenwellen zu unterscheiden. Raumwellen, so Hoggard, breiteten sich in alle Richtungen aus, „auch in die Tiefe, bevor sie wieder an die Oberfläche kommen“.

Anders bei Oberflächenwellen: Sie würden sich „entlang der Erdoberfläche ausbreiten wie Wellen auf einem Teich“, erklärt der Studienautor. Bei Erdbeben käme es vergleichsweise häufiger zu solchen Oberflächenwellen als bei Explosionen.

Allerdings seien diese einfachen Techniken nicht unfehlbar, so der Studienautor. So könnten Atomwaffentests zur Tarnung in erdbebengefährdeten Gebieten durchgeführt werden. Zudem komme es täglich zu Tausenden größeren Erdbeben weltweit. Die Suche nach Atomwaffentests mit Seismometern gleiche daher der Suche nach einer Nadel in einem Häuhaufen.

Auch die Analyse mit dem Seismometer sei bereits 2017 an ihre Grenzen gestoßen, als der nordkoreanische Atomtest mit dieser Methode nicht effektiv klassifiziert werden konnte, da er in einem Tunnel in einem Berg durchgeführt wurde.

Neues Verfahren ermöglicht genaue Unterscheidung zwischen Erdbeben und Nuklearexplosionen

Um den Ursprung seismischer Wellen besser bestimmen zu können, hat sich ein Team von Geowissenschaftlern und Statistikern der Australian National University und dem Los Alamos National Laboratory in den USA, zusammengeschlossen.

Um eine Erschütterung als entweder Atomwaffentest oder Erdbeben einzuordnen, nutzten sie eine Kombination aus statistischen Modellen und Beschreibungen von Gesteinsverschiebungen am Epizentrum. Diese unterscheiden sich je nach Auslöser stark voneinander.

Bei Tests an Datenbanken von bekannten Explosionen und Erdbeben in den USA zeigte sich, dass die Forscher mit ihrer Methode in rund 99 Prozent der Fälle richtig lagen. Lediglich in zwei von 140 Fällen lag das Team daneben. Hoggard beschrieb das Modell auch als „ziemlich schnell“, sodass es „mehr oder weniger für die Echtzeitüberwachung geeignet“ sei.

Das Forscherteam um Hoggard will mit der Methode dazu beitragen, Staaten für Atomwaffentests zur Verantwortung zu ziehen.

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Neun Länder der Welt besitzen noch Atomwaffen

In den 1960er Jahren wurden Atomtests unter die Erde verlagert. Dies geschah, nachdem jahrelang Tests an der Oberfläche und unter Wasser durchgeführt worden waren. Solche Oberflächentests führten oft zu starkem radioaktivem Fallout, mit dramatischen Konsequenzen für die Umwelt und die indigene Bevölkerung der entlegenen Testgebiete.

Bis heute besitzen neun Staaten der Erde

Atomwaffen

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    : Russland, die USA, Großbritannien, Frankreich, China, Indien, Pakistan, Israel und Nordkorea. Insgesamt haben die Atommächte nach Angaben des Stockholmer Instituts für Internationale Friedensforschung (SIPRI) ihre Bestände seit dem Kalten Krieg zwar von über 70.000 auf insgesamt 12.700 reduziert.

    Auch hat die Zahl von Kernwaffentests seit Aufbau eines Überwachungssystems in den 1990er-Jahren drastisch abgenommen. Nordkorea ist derzeit das einzige Land der Erde, das solche Tests durchführt. Sechs Stück wurden zwischen 2006 und 2017 beobachtet.

    Zuletzt hat Russland ankündigt, wieder Atomwaffen testen zu wollen und ist dafür aus dem Kernwaffentest-Stoppvertrag ausgestiegen.

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