ИЗУЧЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИЙ РАСТВОРЕННЫХ ГЕЛИЯ И РАДОНА В ПОДЗЕМНЫХ ВОДАХ ЮЖНОГО ПРИБАЙКАЛЬЯ В СВЯЗИ С СЕЙСМИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ

Известно, что изменения геохимических полей нередко обусловлены формированием и реализацией очагов землетрясений, причем тех подземных толчков, которые по своему энергетическому классу и эпицентральному расстоянию способны оказывать влияние на гидрогеохимические поля в пунктах наблюдений. С целью установления этих взаимосвязей в Южном Прибайкалье проводятся исследования содержаний растворенных в подземных водах радона и гелия. В качестве пункта наблюдения использовалась артезианская скважина № 3 бывшего профилактория «Зеленый Мыс» (Иркутская область). Пробы воды, отбираемые ежедневно в 10 часов утра, подвергались процессу барботажа и последующему измерению концентраций радона на блоках бета-детектирования комплекса «Камера-01», а также на приборе ИНГЕМ-1 (индикатор гелия магниторазрядный) для определения концентраций гелия. За период с 2010 по 2016 г. нами было рассмотрено 22 сейсмических события с энергетическими классами К от 10.4 до 14.5 и эпицентральными расстояниями от 40 до 750 км, которые проявились в пункте гидрогеохимических наблюдений с условной энергетической характеристикой K’>6. Установлено, что накануне землетрясений в вариациях концентраций обнаруживаются определенные закономерности, которые могут служить предвестниками времени возникновения землетрясений. Они выражаются в своеобразных формах кривых на графиках содержаний радона и гелия. Их вариации, превышающие величину полутора – двух среднеквадратичных отклонений в сторону повышения или понижения концентраций, как правило, предшествовали землетрясениям. В данной статье рассматриваются полученные результаты изменений вариаций вышеуказанных газов, которые обусловлены сейсмическим процессом и могут служить краткосрочным предвестником землетрясений.

сейсмичность, радон, гелий, энергетический класс землетрясений, эпицентральное расстояние, предвестник землетрясений

1. Allegri L., Bella F., Della Monica G., Ermini A., Improta S., Sgrigna V., Biagi P.F., 1983. Radon and rilt anomalies detected before the Irpinia (south Italy) earthquake of November 23, 1980 at great distances from the epicenter. Geophysical Research Letters 10 (4), 269–272. https://doi.org/10.1029/gl010i004p00269.

2. Русский перевод: Методы прогноза землетрясений: их применение в Японии / Ред. Т. Асада. М.: Недра, 1984. 312 с.

3. Барсуков В.Л., Беляев А.А., Бакалдин Ю.А., Игумнов В.А., Ибрагимова Т.Л., Серебренников В.С., Султанходжаев А.Н. Геохимические методы прогноза землетрясений. М.: Наука, 1992. 213 с.

4. Барсуков В.Л., Беляев А.А., Серебренников В.С. Вестники беды (о поиске средств геохимического прогноза землетрясений). М.: Наука, 1989. 136 с.

5. Barsukov V.L., Varshal G.M., Garanin A.V., Zamokina N.S., 1985. The significance of hydrogeochemical methods for short-term earthquake prediction. In: Hydrogeochemical precursors of earthquakes. Nauka, Moscow, p. 3–16 (in Russian) [Барсуков В.Л., Варшал Г.М., Гаранин А.В., Замокина Н.С. Значение гидрогеохимических методов для краткосрочного прогноза землетрясений // Гидрогеохимические предвестники землетрясений. М.: Наука, 1985. С. 3–16

6. Cicerone R.D., Ebel J.E., Britton J., 2009. A systematic compilation of earthquake precursors. Tectonophysics 476 (3–4), 371–396. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2009.06.008.

7. Добровольский И.П. Математическая теория подготовки и прогноза тектонического землетрясения. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009. 240 с.

8. Фирстов П.П., Макаров Е.О. Реакция подпочвенного и растворенного в подземных водах радона на изменение напряженно-деформированного состояния земной коры // Сейсмические приборы. 2015. Т. 51. № 4. С. 58–80

9. Ghosh D., Deb A., Sengupta R., 2009. Anomalous radon emission as precursor of earthquake. Journal of Applied Geophysics 69 (2), 67–81. https://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2009.06.001.

10. Gol’din S.V., Dyad’kov P.G., Dashevskii Y.A., 2001. The South Baikal geodynamic testing ground: strategy of earthquake prediction. Geologiya i Geofizika (Russian Geology and Geophysics) 42 (10), 1484–1496.

11. Грацинский В.Г., Горбушина Л.В., Тыминский В.Г. О выделении радиоактивных газов из образцов горных пород под воздействием ультразвука // Физика Земли. 1967. № 10. С . 91–94

12. Igarashi G., Wakita H., 1990. Groundwater radon anomalies associated with earthquakes. Tectonophysics 180 (2–4), 237–254. https://doi.org/10.1016/0040-1951(90)90311-u.

13. Карта разломов юга Восточной Сибири. Масштаб 1:1500000 / Ред. П.М. Хренов. Л.: ВСЕГЕИ, 1982

14. Киссин И.Г. Высокоамплитудные предвестники землетрясений и «чувствительные зоны» земной коры // Физика Земли. 1988. № 6. С. 3–13

15. Киссин И.Г. Гидрогеологический мониторинг земной коры // Физика Земли. 1993. № 8. С. 58–69

16. Kissin I.G., 1997. Relations between forerunners of earthquakes and postseismic effects. Transactions (Doklady) of the Russian Academy of Sciences / Earth Science Sections 355 (5), 736–739.

17. Киссин И.Г. Флюиды в земной коре: геофизические и тектонические аспекты. М.: Наука, 2009. 328 с.

18. Kissin I.G., Grinevsky A.O., 1990. Main features of hydrogeodynamic earthquake precursors. Tectonophysics 178 (2–4), 277–286. https://doi.org/10.1016/0040-1951(90)90154-z.

19. Круподеров В.С., Куликов Г.В. О методологии краткосрочного прогноза землетрясений // Разведка и охрана недр. 2008. № 8. С. 44–48

20. Маренный А.М., Цапалов А.А., Микляев П.С., Петрова Т.Б. Закономерности формирования радонового поля в геологической среде. М.: Изд-во «Перо», 2016. 394 с.

21. Методика измерений содержания радия и радона в природных водах. М.: НТЦ «Нитон», 1993. 6 с.

22. Mogi K., 1985. Earthquake Prediction. Academic Press, Tokyo, 355 p.

23. Прасолов Э.М. Изотопная геохимия и происхождение природных газов. Л.: Недра, 1990. 283 с.

24. Раутиан Т.Г. Об определении энергии землетрясений на расстоянии до 3000 км // Труды ИФЗ АН СССР. 1964. № 32 (199). С. 88–93

25. Rikitake T., 1976. Earthquake Prediction. Elsevier, Amsterdam, 357 p.

26. Рябинин Г.В., Хаткевич Ю.М. Морфологическая типизация и анализ гидрогеохимических предвестников землетрясений (на примере юго-восточной части полуострова Камчатка) // Геофизический мониторинг и проблемы сейсмической безопасности Дальнего Востока России: Труды региональной научно-технической конференции. Т. 2 / Ред. В.Н. Чебров, В.А. Салтыков. Петропавловск-Камчатский: ГС РАН, 2008. С. 49–53

27. Рябинин Г.В., Кузьмин Ю.Д. Гидрогеохимический мониторинг сейсмотектонических процессов на Камчатке. Современное состояние, результаты, перспективы развития // Сейсмологические и геофизические исследования на Камчатке / Ред. Е.И. Гордеев, В.Н. Чебров. Петропавловск-Камчатский: Новая книга, 2012. С. 211–235

28. Семенов Р.М. Землетрясение 27.08.2008 года на юге Байкала и его предвестники // Геодинамика и тектонофизика. 2010. Т. 1. № 4. С. 441–447 https://doi.org/10.5800/GT-2010-1-4-0028.

29. Semenov R.M., Lopatin M.N., 2013. Search for short-term precursors of earthquakes in Southern Pribaikalie. Bulletin of the Irkutsk State University. Earth Science Series 6 (1), 183–189 (in Russian) [Семенов Р.М., Лопатин М.Н. Поиск краткосрочных предвестников землетрясений в Южном Прибайкалье // Известия Иркутского государственного университета. Серия Науки о Земле. 2013. Т. 6. № 1. С. 183–189

30. Semenov R.M., Smekalin O.P., 2011. The large earthquake of 27 August 2008 in Lake Baikal and its precursors. Russian Geology and Geophysics 52 (4), 405–410. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2011.03.003.

31. Seminsky K.Z., Seminsky A.K., 2016. Radon in groundwaters in the Baikal region and Transbaikalia: variations in space and time. Geodynamics & Tectonophysics 7 (3), 477– 493 (in Russian) [Семинский К.Ж., Семинский А.К. Радон в подземных водах Прибайкалья и Забайкалья: пространственно-временные вариации // Геодинамика и тектонофизика. 2016. Т. 7. № 3. С. 477–493 https://doi.org/10.5800/GT-2016-7-3-0218.

32. Шабынин Л.Л., Найдич В.И., Новиков В.М. О механизме формирования гидрогеохимических предвестников землетрясений // Гидрогеохимические исследования на прогностических полигонах: Тезисы докладов Всесоюзного совещания. Алма-Ата: Наука, 1983. С. 99–101

33. Сидорин А.Я. Зависимость времени проявления предвестников землетрясений от эпицентрального расстояния // Доклады АН СССР. 1979. Т. 245. № 4. С. 825–828

34. Соболев Г.А. Основы прогноза землетрясений. М.: Наука, 1993. 313 с.

35. Тыминский В.Г. Геохимические предвестники землетрясения // Природа. 1979. № 2. С. 46–47

36. Уломов В.И., Мавашев Б.З. О предвестнике сильного тектонического землетрясения // Доклады АН СССР. 1967. Т. 176. № 2. С. 319–321

37. Utkin V.I., Mamyrov E., Kan M.V., Krivasheev S.V., Yurkov A.K., Kosyakin I.I., Shishkanov A.N., 2006. Radon monitoring in the Northern Tien Shan with application to the process of tectonic earthquake nucleation. Izvestiya, Physics of the Solid Earth 42 (9), 775–784. https://doi.org/10.1134/S1069351306090072.

38. Vartanyan G.S., 2000. Fluidosphere, geodynamic filtration and formation of fracture permeability during subsidence of sedimentary strata. Geology, Methods of Prospecting, Exploration and Evaluation of Deposits of Fuel and Energy Raw Materials (6), 33 p. (in Russian) [Вартанян Г.С. Флюидосфера, геодинамическая фильтрация и формирование трещинной проницаемости в ходе погружения осадочных толщ // Геология, методы поисков, разведки и оценки месторождений топливно-энергетического сырья. 2000. № 6. 33 с.

39. Войтов Г.И., Попов Е.А. Геохимический прогноз землетрясений // Природа. 1989. № 12. С. 60–64

40. Wyss M., Aceves R.L., Park S.K., Geller R.J., Jackson D.D., Kagan Y.Y., Mulargia F., 1997. Cannot earthquakes be predicted? Science 278 (5337), 487–490. https://doi.org/10.1126/science.278.5337.487.

41. Яницкий И.Н. Гелиевая съемка. М.: Недра, 1979. 96 с.