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震源深度為0的“地震”
1949年8月28日晚上，美國的地震臺網路記錄到前蘇聯境內發生了一次小型地震。同樣的小型地震在地震活躍帶是每天都有的事情，廣闊的前蘇聯也不缺，但這次不一樣，美國地質部門的人計算出這次地震的參數後，就連夜報告了美國軍方。顯然，前蘇聯的這次地震非同尋常。
現代地震儀發明後，人們通過分析自然地震產生的振動，逐漸瞭解地球內部的構造，同時也發現足夠大的天然地震會通過地球內部構造傳遞到非常遠的地方，甚至傳遍整個地球。更多的地震臺建立起來後，地震研究者利用對地球內部構造的瞭解和地震振動傳遞的規律，將多個地震臺的資料綜合到一起來分析，可以計算出地震發生的位置、強度和震動源頭與深度，然後變成我們偶爾聽說的“地震臺網測定，某地某時發生某強度地震”的新聞。
美國在1945年成功研製原子彈後，開展了一個祕密計劃，通過各種技術偵測它的頭號敵人即前蘇聯是不是在搞原子彈，其中一項工作就是對前蘇聯境內地震活動進行監測。和大貨車碾過馬路產生的震動一樣，任何接近地面的爆炸都將多少不等的能量傳到地面和地殼，這種震動能夠被地震儀記錄下來。美國之前引爆了三顆原子彈，一顆在美國新墨西哥州試爆，後兩顆分別投放到日本廣島和長崎，所以他們手裡有核爆炸所產生的震動的第一手資料。
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核爆炸威力無比巨大，即使在空中爆炸，大部分能量散失在空氣中的情況下，依然有相當比例的爆炸能量傳送到地面上。在地震臺看來，前蘇聯的這次“地震”似乎是一場在地面上發生的地震，震源與地面的距離小得可以忽略不計。而眾所周知，大部分的自然地震的震源距離地面至少有數公裡的深度，因為地震一般來說是地下巖石猛然破裂產生。所以，當1949年的那個晚上美國的地震臺網路接收到一個來自前蘇聯某處地面的強烈震動訊號，他們就有理由懷疑前蘇聯人剛剛點了一個巨大的“炮仗”——原子彈，並將這一發現立即報告到負責這個監測計劃的軍方部門。
放射性物質為核爆炸作證
不過，震動本身並不意味著一定發生了核爆炸，假如當時前蘇聯境內有一個足夠大的軍火庫發生了爆炸，地震儀記錄的資料和核爆炸資料相比，並不會有很大的區別。要確切地知道某處發生過核爆炸，只能從它和其他爆炸的根本區別上著手，那就是想辦法弄到核爆炸產生的放射性物質。
核爆炸的時候，會產生一些特殊的核裂變產物，比如碘131、鍶90和其他一些產物，會隨著爆炸飛上天。此外，還會有少量裂變的核素比如鈾的殘跡飄散到空中。
當時美國在日本駐紮了一批專用飛機，上面攜帶了收集空氣中的微量放射性物質的精密裝置。1945年9月1日，一架飛機完成收集空氣的任務後，卸下一堆空氣收集盒，美國空軍基地的人員在檢查某個標本盒的時候，發現了放射性物質的存在。經過分析，美軍確定這些放射性物質就是原子彈爆炸的時候，通過裂變反應產生的放射性同位素，而且與以前在長崎以及新墨西哥州收集到的放射性物質的特性相似，表明前蘇聯這回和美國的那兩次核爆炸中使用了類似的核材料。9月23日，杜魯門總統對世界媒體宣佈，美國政府分析過各種證據後，確信前蘇聯已經成功進行了一次核試驗。
衛星也管核試驗
當然，沒有任何東西比一個巨大的蘑菇雲出現更能證明核爆炸的存在。但是用飛機直接拍攝外國的核爆炸有很多問題：試驗核爆炸多半發生在外國的國境深處，偵察機飛入外國領空將會被視為入侵，不受歡迎;再者，誰也不敢保證核爆炸不會把飛機炸下來。人造衛星上天後，美國人想到，把探測核爆炸輻射的裝置都裝到人造衛星上去，這樣就可以24小時無間斷地監控全世界哪個地方發生了核爆炸。1963年，就在禁止地面、海洋、空中和太空核試驗的國際條約生效不久，第一組專門用來偵測地面和太空核試驗的人造衛星“薇拉”(Vela)發射升空，開始對地球進行全天候監視。
在1979年，薇拉衛星在南非共和國附近發現可能是來自核爆炸的閃光訊號，美蘇兩國立即進行進一步的偵察，但沒有發現核爆炸應有的放射性物質痕跡，看起來這個閃光訊號可能源自自然現象。雖然如此，南非共和國還是受到了強大的國際壓力，最終在1989年宣佈，永久放棄他們一次試驗都沒有進行過的核武器計劃。某種意義上，這個衛星系統的確以獨特的方式為全球核裁軍作出了貢獻。
1963年以後，美蘇的核試驗真正轉入了地下，他們在試驗場挖掘深達上百米的坑道，然後將要測試的核武器埋進去引爆。這種核試驗如果設計正確的話，核爆炸後，在地面上只會突然出現一個巨大的圓坑，衛星無法觀測到核輻射和爆炸蘑菇雲，飛機也難以從空氣中收集從巖石中滲出的極微量的放射性氣體。在這種情況下，用地震儀測量核爆炸產生的地殼震動，再配合高空觀察突然出現的圓坑，就成了最主要的監測手段。
1996年全面禁止核試驗的條約簽訂後，全世界超過300個地震監測站肩負起保衛地球的任務，時刻監測任何十分接近地面的巨大震動。一旦出現這種情況，就極有可能是某個國家進行了核試驗。