Sæsonbestemt reservoirfyldning i Indien deformerer sten, kan udløse jordskælv

Den sæsonbestemte fyldning og tømning af reservoirer i Indien kan forårsage målbar deformation af den omgivende sten, reducere styrken af ​​nærliggende fejl og potentielt udløse jordskælv, ifølge to nye artikler offentliggjort i Bulletin fra Seismological Society of America .

Forskere i Indien brugte Global Positioning System (GPS) observationer sammen med satellitbaserede radardata kaldet InSAR til at spore bevægelsen - især opløftningen og nedsynkningen - af klippelagene omkring reservoirerne. Holdene målte skorpedeformation omkring Koyna- og Warna-reservoirerne i det vestlige Indien, såvel som Tehri, Ukai og Dharoi reservoirer i Indien.

Undersøgelserne er inkluderet i tidsskriftets specialnummer om reservoir-udløst seismicitet rundt om på kloden, 51 år efter et jordskælv med en styrke på 6,3 i Koyna-Warna-regionen i Indien blev den største seismiske begivenhed nogensinde tilskrevet reservoirfyldning. Forekom i et område, hvor der ikke tidligere havde været registreret signifikant seismicitet, jordskælvet i Koyna forårsagede 180 dødsfald og mere end 2000 sårede, og tusindvis af mindre jordskælv påvirker stadig regionen i dag.

Reservoir-udløst seismicitet menes at være et resultat af forskydende vandstand i reservoirerne, der er opgravet bag dæmningerne, hvilket kan øge spændingerne på forkastninger ved at ændre spændingen og poretrykket i sten langs forkastningen. Reservoirfyldning tegner sig for 23 procent af det samlede antal jordskælv forårsaget af menneskelig aktivitet, ifølge Human-Induced Earthquake Database.

Vineet Gahalaut fra National Center for Seismology i Indien og kolleger brugte data indsamlet af fem Koyna-Warna GPS-stationer siden 2013, sammen med InSAR observationer, for at lære mere om de underliggende tektoniske bevægelser i regionen. Forskerne fandt ud af, at den østlige blok af Koyna-Warna-forkastningszonen ser ud til at bevæge sig hurtigere mod nordøst sammenlignet med den vestlige blok, en bevægelse, der kan øge stress på fejl i regionen.

På samme tid, sæsonbestemt fyldning og tømning af Koyna- og Warna-reservoirerne deformerer de omgivende stenlag, sagde Gahalaut. "Alle reservoirer i det indiske subkontinent fødes af nedbør i monsunsæsonen, som starter i maj og varer indtil august, " forklarede han. "Fra september og frem, vandet i reservoirerne begynder at falde på grund af frigivelse til kunstvanding, elproduktion og byforbrug."

"Det udledes, at sæsonbestemt deformation på grund af ændringer i reservoirvandstanden fører til en reduktion i styrken af ​​de kritisk belastede forkastninger i de seismiske zoner Koyna og Warna, fører til udløsning af jordskælv, " sagde Gahalaut.

Et reservoir kan have en stabiliserende eller destabiliserende indflydelse på nærliggende forkastninger, afhængigt af typen af ​​slip langs disse forkastninger, og hvor de er placeret i forhold til reservoiret.

"I tilfældet med den Koyna-Warna reservoir-udløst seismicitet, det har vist sig, at reservoirerne har nedsat styrken af ​​de identificerede fejl i regionen, " sagde Gahalaut. "Det er også blevet bemærket, at jordskælv har en tendens til at forekomme under påfyldningen og højvandsstanden i reservoirerne, når den destabiliserende indflydelse er relativt stærkere."

I en anden undersøgelse, Gahalaut og kolleger kvantificerede skorpedeformation relateret til sæsonbestemt fyldning ved Koyna og tre andre reservoirer i det vestlige centrale og centrale Indien:Tehri, Ukai og Dharoi. Reservoirerne er placeret i forskellige geologiske zoner og er af varierende størrelse, giver forskerne en chance for at se efter potentielle variationer i deformation forårsaget af reservoirfyldning.

De fandt ud af, at selv det mindste reservoir - Dharoi på 0,9 kubikkilometer (ca. svarende til 730, 000 acre feet) kan forårsage deformation, der er i stand til at udløse et jordskælv - hvis der er kritisk belastede fejl i regionen.

Gahalaut sagde, at flere GPS-observationer indsamlet over længere perioder vil hjælpe med at kvantificere deformationshastigheden omkring indiske reservoirer, hvilket igen kunne hjælpe med at forbedre vores forståelse af udløste jordskælv. Han sagde, at det også vil være vigtigt at indsamle mere information om den omkringliggende skorpestruktur, herunder ændringer i tykkelsen og stentyperne omkring forkastningerne, for fuldt ud at forstå, hvordan reservoirfyldning kan udløse nærliggende jordskælv.