Hydrogeological precursors of earthquakes and volcanic activations according to observation data in Kamchatka Peninsula wells

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The purpose of the study is generalization of data on the manifestations of hydrogeological earthquake precursors and volcanic activations based on long-term observations in the wells of the eastern part of the Kamchatka Peninsula. The main problem under consideration is the connection between the manifestations of hydrogeological precursors in several wells with the values of the magnitude Mw and epicentral distance of earthquakes to the wells de as well as with the parameters of seismic action in the observation area including specific density of seismic wave energy e and macroseismic intensity of shaking IMSK-64. The study results revealed that hydrogeological precursors in two-four wells had been manifesting for the period from 1 to 9 months before the strongest earthquakes with Mw = 6.6–7.8 at the epicentral distances de = 90–300 km. Such earthquakes were accompanied by the shakings of the intensity of IMSK-64 = 4–6 points. The specific density of seismic energy under such earthquakes was minimum 0.1 J/m3. The hydrogeological precursors were confined to the area for which the ratios of the earthquake epicentral distance de to the maximum linear size of the earthquake source L, km ranged from 1 to 3.7. Using the established relationships between the manifestations of hydrogeological precursors and earthquake parameters, weekly prognostic conclusions were made for expert earthquake prediction councils based on the data of current observations in wells. The well located at the distance of 15 and 20 km from the Koryaksky and Avacha active volcanoes featured the anomalous rise of groundwater pressure before the eruptions in 1991 and 2008– 2009. Therefore, a conclusion can be drawn that observation equipment operating in wells, the study results of hydrogeological precursors of earthquakes and volcanic eruptions as well as their application experience in the work of expert councils can form the scientific and technical basis for the development of geoinformation prediction technology for natural disasters in the Kamchatka Krai.

About the authors

G. N. Kopylova

Kamchatka Branch of Geophysical Survey of the Russian Academy of Sciences

Email: gala@emsd.ru
ORCID iD: 0000-0002-0762-2959

S. V. Boldina

Kamchatka Branch of Geophysical Survey of the Russian Academy of Sciences

Email: boldina@emsd.ru
ORCID iD: 0000-0001-7234-0053

References

  1. Чебров В.Н., Салтыков В.А., Серафимова Ю.К. Прогнозирование землетрясений на Камчатке. По материалам работы Камчатского филиала Российского экспертного совета по прогнозу землетрясений, оценке сейсмической опасности и риска в 1998–2009 гг. М.: Светоч Плюс, 2011. 304 с.
  2. Чебров В.Н., Салтыков В.А., Серафимова Ю.К. Опыт выявления предвестников сильных (М ≥ 6,0) землетрясений на Камчатке в 1998–2011 гг. по материалам КФ РЭС // Вулканология и сейсмология. 2013. № 1. С. 85–95. https://doi.org/10.7868/S0203030613010033
  3. Kopylova G., Boldina S. Hydrogeological earthquake precursors: a case study from the Kamchatka peninsula // Frontiers in Earth Science. 2020. Vol. 8. P. 576017. https://doi.org/10.3389/feart.2020.576017
  4. Копылова Г.Н., Сугробов В.М., Хаткевич Ю.М. Особенности изменения режима источников и гидрогеологических скважин Петропавловского полигона (Камчатка) под влиянием землетрясений // Вулканология и сейсмология. 1994. № 2. С. 53–70.
  5. Копылова Г.Н. Изменения уровня воды в скважине Елизовская-1, Камчатка, вызванные сильными землетрясениями (по данным наблюдений в 1987– 1998 гг.) // Вулканология и сейсмология. 2001. № 2. С. 39–52.
  6. Копылова Г.Н. Изменения уровня воды в скважине ЮЗ-5, Камчатка, вызванные землетрясениями // Вулканология и сейсмология. 2006. № 6. С. 52–64.
  7. Копылова Г.Н., Болдина С.В. О механизме гидрогеодинамического предвестника Кроноцкого землетрясения 5 декабря 1997 г., Мw = 7,8 // Тихоокеанская геология. 2012. Т. 31. № 5. С. 104–114.
  8. Болдина С.В., Копылова Г.Н. Эффекты Жупановского землетрясения 30 января 2016 г., Mw = 7.2, в изменениях уровня воды в скважинах ЮЗ-5 и Е-1, Камчатка // Геодинамика и тектонофизика. 2017. Т. 8. № 4. С. 863–880. https://doi.org/10.5800/GT-2017-8-4-0321
  9. Biagi P.F., Ermini A., Kingsley S.P., Khatkevich Y.M., Gordeev E.I. Groundwater ion content precursors of strong earthquakes in Kamchatka (Russia) // Pure and Applied Geophysics. 2000. Vol. 157. P. 1359‒1377. https://doi.org/10.1007/PL00001123
  10. Biagi P.F., Ermini A., Cozzi E., Khatkevich Y.M., Gordeev E.I. Hydrochemical precursors in Kamchatka (Russia) related to the strongest earthquakes in 1988‒ 1997 // Natural Hazards. 2000. Vol. 21. P. 263‒276. https://doi.org/10.1023/A:1008178104003
  11. Хаткевич Ю.М., Рябинин Г.В. Гидрогеохимические исследования на Камчатке // Комплексные сейсмологические и геофизические исследования Камчатки. К 25-летию Камчатского филиала ГС РАН / отв. ред. Е.И. Гордеев, В.Н. Чебров. Петропавловск-Камчатский: Камчатский печатный двор, 2004. С. 96–112.
  12. Копылова Г.Н., Болдина С.В. Гидрогеосейсмологические исследования на Камчатке: 1977–2017 гг. // Вулканология и сейсмология. 2019. № 2. С. 3–20. https://doi.org/10.31857/S0205-9614201923-20
  13. Копылова Г.Н., Болдина С.В. Гидрогеосейсмические вариации уровня воды в скважинах Камчатки: монография. Петропавловск-Камчатский: Камчатпресс, 2019. 144 с.
  14. Копылова Г.Н., Болдина С.В., Чубарова Е.Г. Проявление активизаций вулканов Авачинской группы в изменениях уровня воды в скважине Е-1 // Вулканизм и связанные с ним процессы: материалы XXIII ежегод. науч. конф., посвящ. Дню вулканолога. Петропавловск-Камчатский: Изд-во ИВиС ДВО РАН, 2020. С. 99–102.
  15. Копылова Г.Н., Болдина С.В. Изменения давления подземных вод при магматической активизации: на примере скважины Е-1, полуостров Камчатка, Россия // Геотермальная вулканология, гидрогеология, геология нефти и газа (Geothermal Volcanology Workshop 2020): материалы Всерос. науч. конф. с междунар. уч. Петропавловск-Камчатский: Изд-во ИВиС ДВО РАН, 2020. С. 87–90.
  16. Копылова Г.Н., Болдина С.В. О связи изменений уровня воды в скважине Е-1, Восточная Камчатка, с активизацией вулкана Корякский в 2008–2009 гг. и сильными (М ≥ 5) землетрясениями // Вулканология и сейсмология. 2012. № 5. С. 41–54.
  17. Копылова Г.Н., Болдина С.В. Эффекты сейсмических волн в изменениях уровня воды в скважине: экспериментальные данные и модели // Физика Земли. 2020. № 4. С. 102–122. https://doi.org/10.31857/S0002333720030035
  18. Wang C.-Y. Liquefaction beyond the near field // Seismological Research Letters. 2007. Vol. 78. Iss. 5. P. 512–517. https://doi.org/10.1785/gssrl.78.5.512
  19. Wang C.-Y., Manga M. Earthquakes and water. Berlin – Heidelberg: Springer, 2010. 228 p.
  20. Ризниченко Ю.В. Размеры очага корового землетрясения и сейсмический момент // Исследования по физике землетрясений: сб. стат. / отв. ред. Ю.В. Ризниченко. М.: Наука, 1976. С. 9–27.
  21. Копылова Г.Н., Юсупов Ш.С., Серафимова Ю.К., Шин Л.Ю., Болдина С.В. Гидрогеохимические предвестники землетрясений (на примере районов полуострова Камчатка, Россия, и Республики Узбекистан) // Вестник Камчатской региональной ассоциации «Учебно-научный центр». Науки о Земле. 2020. Вып. 48. № 4. С. 5–20. https://doi.org/10.31431/1816-5524-2020-4-48-5-20
  22. Чебров В.Н., Абубакиров И.Р., Богданов В.В., Болдина С.В., Бусс Ю.Ю., Власов Ю.А.. Сильные камчатские землетрясения 2013 года / под ред. В.Н. Чеброва. Петропавловск-Камчатский: Новая книга, 2014. 252 с.
  23. Чебров В.Н., Кугаенко Ю.А., Абубакиров И.Р., Дрознина С.Я., Иванова Е.И., Матвеенко Е.А.. Жупановское землетрясение 30.01.2016 г. c Ks = 15,7, Mw = 7,2, I = 6 (Камчатка) // Вестник Камчатской региональной ассоциации «Учебно-научный центр». Науки о Земле. 2016. Вып. 29. № 1. С. 5–16.
  24. Kiryukhin A., Voronin P., Zhuravlev N., Kopylova G. Water-methane geothermal reservoirs in a south-west foothills of Koryaksky volcano, Kamchatka // Proceedings, 46th Workshop on Geothermal Reservoir Engineering Stanford University. Stanford, 2021. P. 320–325.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».