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大地震后地下水异常上升的原因

在世界范围内已经观察到大地震后地下水位和水量的增加,但是由于地震发生前后直接缺乏地下水数据,该过程的细节仍不清楚。幸运的是,来自熊本和关西学院大学(日本)和加州大学伯克利分校(美国)的研究人员意识到,他们有独特的研究机会来分析2016年大地震袭击该地区后的熊本市附近的地下水位变化。

自罗马时代以来,已记录了地震后水文环境的变化,例如池塘或水井干,、自来水突然出现或水位上升。已经提出了引起这种变化的各种理论,例如孔隙水压力的波动(保持在岩石或土壤的孔隙或空隙中的地下水压力),增加的水渗透性以及通过新裂缝的水运动。

为了确定实际原因,必须从井,水源和河流的观测点收集数据。但是,特别是在内陆地震的情况下,通常很少在发生大地震的地区将这些地点按时空排列。此外,在灾难发生之前和之后拥有足够的数据进行比较的情况更为罕见。这些困难一直是获取清晰的地震后水文环境变化的障碍。

位于日本南部九州岛的熊本市以其水而闻名。该地区近100%的饮用水来自该地区的地下水,因此该地区有许多观测井连续记录水位和水质数据。在2016年4月16日凌晨(日本时间),该城市发生了7.0级地震,地震前后都有大量地下水数据。熊本大学的研究人员认识到,这一独特的机会可以比以往任何时候更加详细地评估地震如何改变水文环境,因此他们建立了国际合作来研究地震。

主震发生后,地下水位异常升高,在地下水流系统的补给区尤为明显。主震发生后一年左右,水位在10米左右达到顶峰,尽管此后平静下来,但三年多后水位仍然很高。人们认为这是由于水从非地震前水文循环的一部分流入,因此研究人员试图通过使用稳定的水同位素比来确定水源。

地球表面水的稳定同位素比率随各种过程(蒸发,冷凝等)而略有变化,因此它们根据位置成为唯一的标记值。这些标记使确定影响水样及其来源的过程成为可能。

比较前后的稳定同位素比率,可以发现,在地震发生之前,熊本市地区的地下水主要来自低海拔山地含水层,补给区的土壤水以及白川河中部的渗流。区。地震后,研究人员认为,山西侧的地震裂缝。麻生太郎增加了山间潜水器的渗透性,从而将地下水释放到流动系统的补给区并增加了水位。此外,在主震发生后立即下降的流出区域的地下水位在短短一年内几乎恢复。

研究负责人细野隆宏说:“我们的研究是第一个详细记录大地震引起的水文环境变化的研究。”“我们发现的现象可能发生在地球上任何地方,其气候和地质条件与熊本相似。我们希望我们的研究对学者和为灾难中区域用水的准则的建立都将是有用的。”

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