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

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

А.К. Юрков, Д.Ю. Демежко, В.И. УткинА.К. Юрков, Д.Ю. Демежко, В.И. Уткин

Институт геофизики УрО РАН, ЕкатеринбургИнститут геофизики УрО РАН, Екатеринбург

11 Расположение наблюдательной скважины и датчиков Расположение наблюдательной скважины и датчиков температурного мониторингатемпературного мониторинга

Тектоническая позицияТектоническая позиция

Скорректированная (внесены топографическая поправка Лиса и удалена гидрогеологическая аномалия

Оценка теплового потока:Невозмущенный градиент (после топографической и палеоклиматической поправок) : g = 0.113 K/mТеплопроводность туфов = 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 интерпретацияВертикальный профили температуры и интерпретация 22

Исходная термограмма

Региональная фильтрация

Заколонный или внутрискважинный переток

Заколонный или внутрискважинный переток

Температурные вариации в скважине (октябрь 2007 – июль 2008)Температурные вариации в скважине (октябрь 2007 – июль 2008) 33

Изменения уровня воды и Изменения уровня воды и температуры на глубине температуры на глубине 40 м40 м

Остатки от сглаживания 30-суточным окномОстатки от сглаживания 30-суточным окном 44

O1, K1, P1

N2, M2, S2

Period, days

Амплитудные спектры Амплитудные спектры температурных колебанийтемпературных колебаний

Period, days

55

Процессы, вызывающие температурные колебанияПроцессы, вызывающие температурные колебания

Водоносные горизонты

Приливные колебания уровня воды

свободная тепловая конвекция

цемент

66

Деформации земной коры

Водообмен в заколонном пространстве Принцип Принцип

естественного естественного усиления усиления температурных температурных колебаний на колебаний на глубине 240 мглубине 240 м

Зависимость стандартного отклонения и Зависимость стандартного отклонения и амплитуды амплитуды температурных колебаний температурных колебаний от температурного градиентаот температурного градиента

77

13.03.2008 08-41 UTCR= 123 kmH= 54 kmM= 5.6M/Lg(R)=2.7

Примеры температурных изменений на глубине 240 м, Примеры температурных изменений на глубине 240 м, связанные с сейсмотектоническим режимомсвязанные с сейсмотектоническим режимом

31.05.2008 06-23 UTCR= 68 kmH= 93 kmM= 4.8M/Lg(R)=2.6

88

99

14.08.2008 11-10 UTCR= 132 kmH= 10 kmM= 5.4M/Lg(R)=2.5

0.1 K

14.08.2008 11-10 UTCR= 132 kmH= 10 kmM= 5.4M/Lg(R)=2.5

1010

11.09.2008 00-20 UTCR= 294 kmH= 25 kmM= 6.8M/Lg(R)=2.7

1111Температурные вариации на глубинахТемпературные вариации на глубинах 239, 240239, 240 и и 241 241мм ( (Сентябрь 2010-Май 2011Сентябрь 2010-Май 2011))

11.03.2011 05-46 UTCR= 698 kmH= 32 kmM= 9.0M/Lg(R)=3,1

09.03.2011 02-45 UTCR= 677 kmH= 32 kmM= 7.3M/Lg(R)=2.6

1212 Усредненные (в интервале 239-241м) температурные колебания Усредненные (в интервале 239-241м) температурные колебания и сейсмическая активностьи сейсмическая активность

M – магнитуда

R – эпицентральное расстояние, км

13Отмеченные землетрясения в Отмеченные землетрясения в координатах: координатах: MM (магнитуда) - (магнитуда) - RR (эпицентральное расстояние)(эпицентральное расстояние)

Зависимость амплитуды Зависимость амплитуды постсейсмического увеличения постсейсмического увеличения температуры от значения параметратемпературы от значения параметра MM/Lg/LgRR

The Great Tohoku Earthquake

Пороговое значениеПороговое значение MM/Lg/LgRR

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

14Возможный механизм формирования тектонического Возможный механизм формирования тектонического температурного сигналатемпературного сигнала

Форшок

Основное землетрясение

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

Period, days

16Сравнение изменений Сравнение изменений уровня воды и уровня воды и атмосферного давленияатмосферного давления

Корреляционная диаграммаКорреляционная диаграмма

Амплитудные спектрыАмплитудные спектры

Квадрат функции Квадрат функции когерентностикогерентности

Период, сутки

17

Сравнение температурных Сравнение температурных колебаний в интервале 239-колебаний в интервале 239-241 м и изменений 241 м и изменений атмосферного давленияатмосферного давления

Корреляционная диаграммаКорреляционная диаграмма

Амплитудные спектрыАмплитудные спектры

Квадрат функции Квадрат функции когерентностикогерентности

18

Дальнейшее развитие системы температурного Дальнейшее развитие системы температурного мониторинга в мониторинга в сейсмоактивных районах связано с сейсмоактивных районах связано с решением следующих задач:решением следующих задач:

● ● разработка автономной интегрированной аппаратуры температурного, разработка автономной интегрированной аппаратуры температурного, гидрогеологического и др. видов мониторинга с передачей данных на гидрогеологического и др. видов мониторинга с передачей данных на удаленный сервер по GSM/GPRS или спутниковому каналу;удаленный сервер по GSM/GPRS или спутниковому каналу;

● ● разработка критериев выбора мест заложения наблюдательных скважин, разработка критериев выбора мест заложения наблюдательных скважин, конструкции, глубины, интервалов наблюдения и методики оценки конструкции, глубины, интервалов наблюдения и методики оценки прогностической информативности скважины;прогностической информативности скважины;

● ● разработка методов подавления свободной тепловой конвекции и разработка методов подавления свободной тепловой конвекции и увеличения приливной температурной чувствительности системы увеличения приливной температурной чувствительности системы мониторинга;мониторинга;

● ● создание сети наблюдательных скважин;создание сети наблюдательных скважин;

● ● разработка методики оперативной обработки данных мониторинга и разработка методики оперативной обработки данных мониторинга и прогнозирования землетрясенийпрогнозирования землетрясений

19

Спасибо за внимание!Спасибо за внимание!