Предвестники землетрясений в изменениях ионного и газового состава подземных вод: обзор мировых данных

Abstract

Рассматриваются аномалии в изменениях ионного и газового состава подземных вод перед землетрясениями (гидрогеохимические предвестники, далее ГГХП) по данным регулярных наблюдений в 10 самоизливающихся скважинах и источниках в сейсмоактивных районах России (полуостров Камчатка), Узбекистана, Японии и Исландии. С использованием расширенного набора параметров землетрясений показано, что ГГХП проявлялись в течение 1−9 месяцев в ближней и средней зонах очагов землетрясений с Мw = 5.3−7.8. Такие свойства гидрогеохимических предвестников позволяют их использовать для оценки магнитуды, удаленности, времени и воздействия ожидаемого сейсмического события в районе наблюдений. Представлена модель зарегистрированного предвестника в изменениях ионного состава подземной воды из самоизливающейся скважины, построенная по данным наблюдений за концентрациями анионов и катионов и математической модели смешивания двух контрастных по составу вод в зоне повышенной водопроводимости. На примере одной из скважин выполнены расчеты химического состава смешивающихся вод в водоносной системе и в стволе скважины. С использованием этой модели и данных наблюдений оценены параметры возмущенного состояния системы скважина – водовмещающая порода при подготовке землетрясения – время релаксации импульсов давления воды (t0) и время движения смешанной воды (τ0). Морфология и продолжительность ГГХП в изменениях ионного состава воды из скважины определяются соотношением параметров t0 и τ0. Для развития исследований ГГХП и их использования в прогнозировании землетрясений необходима техническая реконструкция системы гидрогеохимических наблюдений и создание моделей формирования ГГХП в отдельных скважинах.