ОТРАЖЕНИЕ ПРОЦЕССА ПОДГОТОВКИ И РЕАЛИЗАЦИИ «ВЕЛИКОГО ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ ТОХОКУ» В ТЕМПЕРАТУРНЫХ ВАРИАЦИЯХ ПО СКВАЖИНЕ Kun-1 (о.КУНАШИ

1
Расположение наблюдательной скважины и датчиков температурного мониторинга
Тектоническая позиция

Скорректированная (внесены топографическая поправка Лиса и удалена гидрогеологическая аномалия
Оценка теплового потока:
Невозмущенный градиент (после топографической и палеоклиматической поправок) : g = 0.113 K/m
Теплопроводность туфов λ = 0.96-1.34 W/(m K)
Тепловой поток q= 108 – 151 mW/m2
Соотношение между формой и амплитудой аномалии позволяет отличить региональный поток от скважинных или заколонных перетоков
Вертикальный профили температуры и интерпретация
2
Исходная термограмма
Региональная фильтрация

Температурные вариации в скважине (октябрь 2007 – июль 2008)
3
Изменения уровня воды и температуры на глубине 40 м

Остатки от сглаживания 30-суточным окном
4

Period, days
Амплитудные спектры температурных колебаний
Period, days
5

Процессы, вызывающие температурные колебания
Водоносные горизонты
Приливные колебания уровня воды
свободная тепловая конвекция
цемент
6
Деформации земной коры
Водообмен в заколонном пространстве
Принцип естественного усиления температурных колебаний на глубине 240 м
Зависимость стандартного отклонения и амплитуды температурных колебаний от температурного градиента

7
13.03.2008 08-41 UTC
R= 123 km
H= 54 km
M= 5.6
M/Lg(R)=2.7
Примеры температурных изменений на глубине 240 м, связанные с сейсмотектоническим режимом

31.05.2008 06-23 UTC
R= 68 km
H= 93 km
M= 4.8
M/Lg(R)=2.6
8

9
14.08.2008 11-10 UTC
R= 132 km
H= 10 km
M= 5.4
M/Lg(R)=2.5
0.1 K
14.08.2008 11-10 UTC
R= 132 km
H= 10 km
M= 5.4
M/Lg(R)=2.5

10
11.09.2008 00-20 UTC
R= 294 km
H= 25 km
M= 6.8
M/Lg(R)=2.7

11
Температурные вариации на глубинах
239, 240 и 241м (Сентябрь 2010-Май 2011)

11.03.2011 05-46 UTC
R= 698 km
H= 32 km
M= 9.0
M/Lg(R)=3,1
09.03.2011 02-45 UTC
R= 677 km
H= 32 km
M= 7.3
M/Lg(R)=2.6
12
Усредненные (в интервале 239-241м) температурные колебания и сейсмическая активность
M – магнитуда
R – эпицентральное расстояние, км

13
Отмеченные землетрясения в координатах: M (магнитуда) - R (эпицентральное расстояние)
Зависимость амплитуды постсейсмического увеличения температуры от значения параметра M/LgR
The Great Tohoku Earthquake
Пороговое значение M/LgR
Пороговое значение магнитуды землетрясения, при реализации которого в точке наблюдений проявляются гидрогеологические эффекты (изменения уровня и состава), определяется эмпирической зависимостью M=2.5 Lg(R) (Roeloffs, 1998, King et al., 1999)
Этому значению, согласно модели И.П.Добровольского (1991), соответствуют деформации 5 10-8

Направление движения воды
Изменение температуры
Деформация изгиба
14
Возможный механизм формирования тектонического температурного сигнала

Форшок
Основное землетрясение
15
Сравнение температурных изменений и колебаний уровня воды 4-18 марта 2011 г.

Period, days
16
Сравнение изменений уровня воды и атмосферного давления
Корреляционная диаграмма
Амплитудные спектры
Квадрат функции когерентности

Период, сутки
17
Сравнение температурных колебаний в интервале 239-241 м и изменений атмосферного давления
Корреляционная диаграмма
Амплитудные спектры
Квадрат функции когерентности

18

Дальнейшее развитие системы температурного мониторинга в сейсмоактивных районах связано с решением следующих задач:
● разработка автономной интегрированной аппаратуры температурного, гидрогеологического и др. видов мониторинга с передачей данных на удаленный сервер по GSM/GPRS или спутниковому каналу;
● разработка критериев выбора мест заложения наблюдательных скважин, конструкции, глубины, интервалов наблюдения и методики оценки прогностической информативности скважины;
● разработка методов подавления свободной тепловой конвекции и увеличения приливной температурной чувствительности системы мониторинга;
● создание сети наблюдательных скважин;
● разработка методики оперативной обработки данных мониторинга и прогнозирования землетрясений
19

Спасибо за внимание!