Сезонное заполнение и опорожнение водохранилищ в Индии может вызвать измеримую деформацию окружающей породы, уменьшая силу близлежащих разломов и потенциально вызывая землетрясения, согласно двум новым статьям, опубликованным в Бюллетене сейсмологического общества Америки.
Исследователи в Индии использовали наблюдения глобальной системы позиционирования (GPS) вместе с данными спутникового радара под названием InSAR для отслеживания движения, в частности подъема и опускания, слоев горных пород вокруг резервуаров. Команды измерили деформацию земной коры вокруг водохранилищ Койна и Варна в западной Индии, а также водохранилищ Техри, Укай и Дхарой в Индии.
Исследования включены в специальный выпуск журнала о сейсмичности, вызванной водохранилищами по всему миру, через 51 год после того, как землетрясение магнитудой 6,3 в регионе Койна-Варна в Индии стало крупнейшим сейсмическим событием, когда-либо приписываемым заполнению водохранилища. Землетрясение в Койне, произошедшее в регионе, где ранее не было зафиксировано значительных сейсмических явлений, унесло жизни 180 человек и более 2000 человек получило ранения, а тысячи более мелких землетрясений до сих пор происходят в этом регионе.
Сейсмичность, вызванная водохранилищем, считается результатом смещения уровня воды в водохранилищах, перекрытых плотинами, что может увеличить нагрузку на разломы за счет изменения напряжения и порового давления в горных породах вдоль разлома. Согласно Базе данных землетрясений, вызванных деятельностью человека, на заполнение водохранилища приходится 23 процента от общего числа землетрясений, вызванных деятельностью человека.
Vineet Gahalaut из Национального центра сейсмологии в Индии и его коллеги использовали данные, собранные пятью GPS-станциями Koyna-Warna с 2013 года, наряду с наблюдениями InSAR, чтобы узнать больше об основных тектонических движениях в регионе. Исследователи обнаружили, что восточный блок зоны разлома Койна-Варна движется быстрее на северо-восток по сравнению с западным блоком, что может увеличивать нагрузку на разломы в регионе.
В то же время сезонное заполнение и опорожнение водохранилищ Койна и Варна деформируют окружающие слои горных пород, сказал Гахалаут. «Все водоемы на Индийском субконтиненте питаются осадками в сезон дождей, который начинается в мае и продолжается до августа», - пояснил он. «Начиная с сентября, вода в водохранилищах начинает уменьшаться из-за сброса на орошение, выработку электроэнергии и городское использование».
«Предполагается, что сезонная деформация из-за изменений уровня воды в водохранилище приводит к снижению прочности критически напряженных разломов в сейсмических зонах Койна и Варна, что приводит к возникновению землетрясений», - сказал Гахалаут.
Коллектор может оказывать стабилизирующее или дестабилизирующее влияние на близлежащие разломы, в зависимости от типа смещения вдоль этих разломов и их расположения по отношению к резервуару.
«В случае сейсмичности, вызванной водохранилищем Койна-Варна, было обнаружено, что водохранилища уменьшили силу выявленных разломов в регионе», - сказал Гахалаут. «Замечено также, что землетрясения, как правило, происходят во время наполнения и стояния воды в водохранилищах, когда дестабилизирующее воздействие относительно сильнее».
Во втором исследовании Гахалаут и его коллеги провели количественную оценку деформации земной коры, связанной с сезонным заполнением Койны и трех других водохранилищ в западно-центральной и центральной Индии: Техри, Укаи и Дхарои. Резервуары расположены в разных геологических зонах и имеют разный размер, что дает исследователям возможность искать потенциальные изменения деформации, вызванные заполнением резервуара.
Они обнаружили, что даже самый маленький резервуар - Дхарой объемом 0,9 кубических километра (примерно эквивалентен 730 000 акров футов) может вызвать деформацию, способную спровоцировать землетрясение, если в регионе есть критически напряженные разломы.
Гахалаут сказал, что больше наблюдений GPS, собранных за более длительные периоды времени, поможет количественно оценить скорость деформации вокруг индийских водохранилищ, что, в свою очередь, может помочь уточнить наше понимание вызванных землетрясений. Он сказал, что также будет важно собрать больше информации об окружающей структуре земной коры, включая изменения в толщине и типах пород вокруг разломов, чтобы полностью понять, как заполнение водохранилища может вызвать близлежащие землетрясения..