Эффекты Жупановского землетрясения 30 января 2016 г., Mw=7.2, в изменениях уровня воды в скважинах ЮЗ-5 И Е-1, Камчатка

Abstract

В статье приводится описание изменений уровня воды в скважинах ЮЗ-5 и Е-1, Камчатка, во время 5-балльного Жупановского землетрясения 30 января 2016 г. Mw=7.2, Н=180 км. Эпицентральные расстояния от Жупановского землетрясения до скважин составляли 70 км (Е-1) и 80 км (ЮЗ-5). В скважине ЮЗ-5 после вступления сейсмических волн уровень воды повышался в течение 45 минут с амплитудой 9.4 см. Такой эффект был вызван наложением косейсмического скачка повышения уровня вследствие объемного сжатия водовмещающих пород во время образования разрыва в очаге землетрясения и импульсного увеличения флюидного давления вблизи ствола скважины при сейсмических сотрясениях. Оценена амплитуда косейсмического повышения уровня (Dh=7.3 см) и величина деформации объемного сжатия водовмещающих пород D1 = –4.5×10–8, что согласуется с оценкой объемной косейсмической деформации в районе скважины на глубине 500 м D2 = –4.6×10–8 по модели дислокационного источника в однородном упругом изотропном полупространстве с параметрами механизма очага Жупановского землетрясения. После землетрясения уровень понижался в течение трех месяцев с амплитудой ~40 см. C использованием модели понижения уровня воды, вызванного падением напора в водоносном горизонте на некотором удалении от скважины за счет улучшения фильтрационных свойств водовмещающих пород при сейсмических сотрясениях, определен радиус чувствительности скважины к источнику падения напора (R=450 м). Перед Жупановским землетрясением в течение 3.5 месяца отмечалось повышение уровня воды с амплитудой ~20 см, которое является аномальным по отношению к среднесезонному поведению уровня воды за многолетний период. Предполагается, что такое повышение уровня воды вызвано процессом подготовки землетрясения и является его предвестником. В скважине Е-1 в изменениях уровня воды последовательно проявился гидрогеодинамический предвестник в форме понижения уровня с повышенной скоростью в течение 21 суток перед землетрясением и повышение уровня с амплитудой3.7 см в течение месяца после землетрясения. С использованием гидрогеодинамического предвестника, выявленного в реальном времени, был составлен и передан в Камчатский филиал Российского экспертного совета 21 января2016 г. прогноз о повышенной вероятности сильного землетрясения на расстоянии до350 км от скв. Е-1 в течение месяца. Жупановское землетрясение соответствовало этому прогнозу по величине магнитуды, по времени и по местоположению. Пример Жупановского землетрясения показывает, что используемая в КФ ФИЦ ЕГС РАН система уровнемерных наблюдений и обработки данных позволяет диагностировать в режиме, близком к реальному времени, и ретроспективно различные типы гидрогеосейсмических вариаций уровня воды при сильных землетрясениях, в том числе их гидрогеодинамические предвестники.