Научная сенсация пришла из глубины земли: команда исследователей из ведущих вузов Сибири обнаружила удивительную связь между подземными толчками и температурой воды в скважинах. Ученые из Национального исследовательского Томского государственного университета, Томского политехнического университета, Горно-Алтайского государственного университета и специалисты из АО «Геологическое предприятие “Алтай-Гео”» доказали, что мощные землетрясения, происходящие за тысячи километров, и даже промышленные взрывы на рудниках способны вызывать значительные «температурные всплески» в подземных водах Горного Алтая.
Это открытие было сделано в ходе многолетнего мониторинга уникальной скважины в Горно-Алтайске, на улице Северной. Эта скважина глубиной около 10 метров уже давно привлекала внимание ученых своей необычайной чувствительностью. После разрушительного Чуйского землетрясения 2003 года температура воды в ней и в соседних источниках подскочила до рекордных 40–48°C, при том что обычный фон составляет всего 7–9°C. Это превратило скважину в природную лабораторию для изучения влияния сейсмики на подземные процессы.
С 2004 года исследователи начали регулярно, три раза в месяц, измерять температуру воды. Проанализировав данные за десятилетие, они сопоставили их с информацией о всех землетрясениях в Алтае-Саянском регионе и даже о промышленных взрывах на шахтах Кемеровской области, расположенных в сотнях километров от точки наблюдения.
Результаты, полученные объединенной командой, оказались поразительными. Была выявлена четкая корреляция: после мощного сейсмического события, высвобождающего огромную энергию, температура подземных вод в скважине закономерно меняется. Что особенно интригует, связь эта неоднозначна. Сначала, в течение 30–40 дней после толчков, наблюдается положительная корреляция – температура растет. Ученые связывают это с приходом глубинных теплых флюидов: землетрясения словно «открывают клапаны» в земной коре, по которым горячие воды из недр устремляются к поверхности.
Но спустя 50–60 дней после события корреляция загадочным образом меняет знак на отрицательную. Исследователи предполагают, что это может быть связано с тем, что после первоначального выброса тепла, в образовавшиеся трещины начинает просачиваться более холодная вода с поверхности, что и приводит к последующему охлаждению водоносного горизонта.
Не менее удивительным оказалось влияние техногенной деятельности. Несмотря на то что энергия промышленных взрывов в угольных разрезах Кузбасса в тысячи раз меньше энергии землетрясений, они тоже оставляют свой след в температурном графике алтайской скважины. Специалисты считают, что взрывы могут провоцировать так называемую наведенную сейсмичность, вызывая серию более слабых, но многочисленных толчков, совокупный эффект от которых и влияет на удаленные гидрогеологические системы.
Полученные результаты позволяют сделать вывод, что изменения температуры подземных вод в пункте наблюдений напрямую связаны с сейсмическими и техногенными событиями в регионе, даже удаленными. Наблюдаемое изменение знака корреляции является отражением сложного взаимодействия между вертикальной и горизонтальной миграцией различных типов флюидов».
Это открытие имеет огромное практическое значение. Понимание того, как подземные воды реагируют на сейсмические события, открывает новые возможности в поиске предвестников землетрясений. В будущем мониторинг таких «чувствительных» скважин может стать важным элементом в системе прогнозирования катастрофических геодинамических событий, точность предсказания которых сегодня остается крайне низкой. Природа подает нам сигналы из глубин, и сибирские ученые только начинают учиться их расшифровывать.
Исследование опубликовано в журнале «Геосферные исследования»
Создано при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Десятилетия науки и технологий (ДНТ), объявленного Указом Президента Российской Федерации от 25 апреля 2022 г. № 231.
