Ученые выявили связь между землетрясениями и выходами углекислого газа

МОСКВА, 26 авг — РИА Новости. Итальянские ученые обнаружили четкую связь между выходами на поверхность глубинного углекислого газа в Апеннинах и происходящими в этом регионе землетрясениями. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.

Углекислый газ из атмосферы в результате различных химических и биологических процессов связывается в составе горных пород и минералов, называемых карбонатами. Когда тектонические силы в процессе субдукции увлекают карбонатные породы под землю, они там плавятся, и из расплава выделяется СО₂.

Этот газ поднимается наверх и собирается в подземных резервуарах под давлением или растворяется в водоносных горизонтах, а при наличии трещин — достигает поверхности в виде газовых выходов.

Увидеть эти выходы без специальной аппаратуры можно только если СО₂ выделяется через родники или подземные источники, вода в которых буквально "кипит" от обилия газовых пузырьков.

Используя данные десятилетних наблюдений, итальянские ученые под руководством Джованни Кьодини из Национального института геофизики и вулканологии в Болонье сопоставили частоту землетрясений в Апеннинах с интенсивностью подъема углекислого газа из глубин Земли.

Ранее уже было известно, что в регионах с высокой сейсмичностью наблюдаются активное выделение углекислого газа по системам разломов, но ни в одном из предыдущих исследований не выяснили, как изменения скорости выброса углекислого газа влияет на сейсмическую активность.

Чтобы исследовать эту взаимосвязь, авторы исследования проанализировали, как менялись за десять лет — с 2009 по 2018 годы, содержания углекислого газа в воде из источников, питаемых двумя крупными водоносными горизонтами недалеко от эпицентра разрушительного землетрясения в Аквиле в 2009 году.

Новый подход, предложенный учеными — оценка выходов глубинного СО₂ в грунтовых водах — впервые позволил провести анализ в региональном масштабе. Ученые обнаружили, что в течение всего периода наблюдений сейсмические события, включая крупные землетрясения 2009 и 2016 годов, сопровождались пиковыми выбросами CO₂ глубинного происхождения, растворенного в грунтовых водах.

Исследователи подсчитали, что за десятилетний период из родниковой воды в регионе выделилось 1800 килотонн углерода. По их мнению, такого количества газа под давлением достаточно, чтобы спровоцировать сейсмические события, а афтершоки могут быть результатом обратной связи, когда землетрясения первой фазы способствуют раскрытию разломов, по которым к поверхности устремляются новые порции глубинного газа.

Авторы отмечают, что их выводы дают ключ к разгадке того, как возникают землетрясения в Апеннинах, а численные результаты исследования позволяют точнее оценить бюджет тектонических выбросов углекислого газа в атмосферу и лучше понять механизм глобального углеродного цикла в целом.

Ученые планируют проводить наблюдения за выходами глубинного СО₂ в подземных источниках постоянно как одну из форм мониторинга сейсмической активности и предсказания разрушительных землетрясений.