Od dziesięcioleci rozwijane są technologie, które nie tyle „patrzą”, co słuchają Ziemi. Wybuch jądrowy, niezależnie od tego, czy dojdzie do niego pod ziemią, w powietrzu czy w oceanie, zostawia charakterystyczny sygnał. Fala uderzeniowa rozchodzi się przez skały, wodę i atmosferę, zamieniając eksplozję w sejsmiczny podpis, który można wychwycić na ogromnych odległościach.
Na tym opiera się międzynarodowy system monitoringu traktatu o całkowitym zakazie prób jądrowych. Sieć liczy setki stacji rozsianych po całym globie. Część z nich to klasyczne stacje sejsmologiczne, które rejestrują drgania gruntu. Inne nasłuchują fal dźwiękowych niskiej częstotliwości w atmosferze, kolejne badają dźwięk w oceanach, a wyspecjalizowane laboratoria analizują próbki powietrza, szukając śladów radioaktywnych izotopów, które wydostają się z miejsca wybuchu.
Ten międzynarodowy „układ nerwowy” uzupełniają jeszcze krajowe sieci sejsmiczne, tworzone przede wszystkim z myślą o trzęsieniach ziemi. W praktyce oznacza to, że każdy większy, nienaturalny wstrząs zostawia ślad w kilku, czasem kilkunastu niezależnych systemach. W erze globalnego dostępu do danych naprawdę trudno wyobrazić sobie poważną próbę jądrową, o której wiedziałby wyłącznie jeden rząd.
Jak mały może być wybuch, którego nie przegapimy?
Kluczowe pytanie brzmi. Do jakiego poziomu jesteśmy dziś w stanie monitorować świat. Sejsmolodzy mówią o prostej „zasadzie kciuka”. Dla dowolnego miejsca na Ziemi systemy monitoringu potrafią wychwycić podziemny wybuch odpowiadający mniej więcej magnitudzie 4 w skali trzęsień ziemi. To siła niewielkiego trzęsienia, które w sprzyjających warunkach potrafimy odczuć, ale rzadko powoduje poważne szkody. W przeliczeniu na broń jądrową oznacza to mniej więcej kilotonę energii, czyli wybuch 15 razy słabszy od bomby zrzuconej na Hiroszimę.
Na tym jednak możliwości się nie kończą. Tam, gdzie przez lata prowadzono testy jądrowe, naukowcy mają wręcz „odcisk palca” danego miejsca. Setki wstrząsów z przeszłości pozwoliły bardzo dokładnie skalibrować odpowiedź sejsmiczną gruntu. W takich regionach można „dokręcić gałkę” czułości i zejść znacznie poniżej kilotony. Gdyby znane poligony testowe nagle znów zaczęły się odzywać, globalna sieć wyłapałaby nawet bardzo skromne eksperymenty.
W praktyce wygląda to tak, że każdy nienaturalny wstrząs jest lokalizowany i analizowany niemal w czasie rzeczywistym. Gdy Korea Północna przeprowadzała swoje próby jądrowe w latach 2006–2017, sygnał sejsmiczny i radioaktywny „ślad” był wychwytywany przez dziesiątki stacji rozsianych po świecie i szybko potwierdzany z kilku niezależnych źródeł.
Czy da się ukryć wybuch jądrowy pod ziemią?
W teorii istnieją metody, które mogą przytłumić sejsmiczny sygnał wybuchu. Najczęściej przywoływany scenariusz to zdetonowanie ładunku wewnątrz bardzo dużej, pustej przestrzeni, na przykład specjalnie wydrążonej kawerny. Ściany takiej jamy przejmują część energii, a fala uderzeniowa wychodząca w skały jest słabsza niż w przypadku eksplozji „na sztywno” w otoczeniu gruntu.
Problem w tym, że to rozwiązanie jest mało praktyczne. Dla wybuchu rzędu kiloton potrzeba jamy o naprawdę ogromnych rozmiarach, której przygotowanie jest kosztowne, czasochłonne i trudne do ukrycia. Nawet wtedy tłumienie sygnału nie jest idealne. W najbliższych stacjach i tak pojawi się wyraźny impuls, który trudno pomylić z naturalnym trzęsieniem. Tego typu zabiegi mogą utrudnić analizę i zmniejszyć zasięg wykrywalności, ale nie zmieniają faktu, że świat „usłyszy” większość sensownych testów.
W środowisku badaczy monitoringu panuje dosyć zgodny pogląd. Gdy mówimy o klasycznych, eksplodujących testach broni jądrowej, zwłaszcza w wykonaniu państw dysponujących zaawansowanymi arsenałami, praktycznie nie ma szans, aby udało się je przeprowadzić całkowicie niezauważenie. Można trochę zamazać obraz, ale nie wymazać go z sejsmicznych i radionuklidowych rejestrów.
Jak odróżnić wybuch jądrowy od „zwykłej” eksplozji?
Sam fakt rejestracji wstrząsu to jednak dopiero pierwsza warstwa informacji. Trzeba jeszcze odpowiedzieć na pytanie, czy mamy do czynienia z wybuchem nuklearnym, czy z bardzo dużą eksplozją materiałów chemicznych, jak ładunki konwencjonalne lub wybuchy przemysłowe.
Po pierwsze liczy się skala. Ustawienie ogromnej ilości materiałów wybuchowych, które dałyby wstrząs odpowiadający magnitudzie 6 i więcej, jest logistycznie szalone i w praktyce niemal niewykonalne. Takie sygnały, jeśli pojawiają się w rejonie znanego poligonu lub podejrzanego miejsca, od razu wzbudzają skojarzenia z bronią jądrową.
Po drugie, ostatecznym dowodem są produkty reakcji jądrowych. Jeśli eksplozja naruszy skały na tyle, że na powierzchnię wydostaną się gazy i drobiny materiału, w powietrzu da się wykryć charakterystyczne izotopy promieniotwórcze, które powstają wyłącznie w wyniku reakcji jądrowych. Międzynarodowe laboratoria monitorują atmosferę w trybie ciągłym, więc nietypowy „koktajl” radionuklidów bardzo szybko zdradziłby, że doszło do czegoś więcej niż zwykłej eksplozji przemysłowej.
W ten sposób łączy się informacje z kilku niezależnych kanałów. Czas, miejsce i siła zarejestrowanego wstrząsu, charakter sygnału sejsmicznego oraz obecność lub brak promieniotwórczych izotopów składają się na jednoznaczną odpowiedź.
Polityczne deklaracje kontra twarde dane
W ostatnich miesiącach do debaty publicznej wróciły głośne wypowiedzi polityczne sugerujące, że inne mocarstwa potajemnie wróciły do testów. Padają stwierdzenia, że „gdzieś, głęboko pod ziemią” dzieje się coś, czego nikt nie potrafi wykryć. Naukowcy od monitoringu wybuchów reagują na takie tezy dość chłodno. Zwracają uwagę, że od lat 90. żadne z głównych państw nuklearnych nie przeprowadziło klasycznego, eksplodującego testu broni jądrowej. Ostatnim krajem, który zdetonował ładunki jądrowe, była Korea Północna, a jej próby z lat 2006–2017 zostały zarejestrowane i przeanalizowane w najdrobniejszych szczegółach.
Część nieporozumień wynika z mieszania pojęć. W arsenale państw nuklearnych wciąż prowadzi się szeroko zakrojone testy elementów broni, ale bez doprowadzania do pełnej reakcji jądrowej. To tak zwane eksperymenty subkrytyczne, które nie generują fali wybuchu porównywalnej z klasyczną bombą, a tym samym nie łamią międzynarodowego zakazu prób jądrowych. W przestrzeni medialnej potrafią się jednak mieszać z obrazem „prawdziwych” eksplozji nuklearnych, co sprzyja powstawaniu sensacyjnych narracji.
Z punktu widzenia nauki różnica jest fundamentalna. Eksperymenty subkrytyczne i symulacje komputerowe nie zostawiają w globalnych sieciach monitoringu tak czytelnego śladu, jak normalny wybuch jądrowy. Jeśli więc ktoś mówi o „tajnych próbach”, ale w danych sejsmicznych i radionuklidowych panuje cisza, naukowcy mają mocny argument, by takie twierdzenia kwestionować.