Подземные сверхкритические флюиды влияют на землетрясения и вулканы

Исследователи из Токийского университета представили новое исследование, раскрывающее роль подземных флюидов, включая воду, в возникновении землетрясений и вулканической активности. Учёные выяснили, что даже сильные дожди могут спровоцировать сейсмические события.

Слой-пломба, идентифицированный по данным о движении сверхкритического флюида. Он нарушен в месте разлома, что делает его проницаемым для флюида, позволяя тому мигрировать вверх и вызывать сейсмические колебания. Автор: 2025 Tsuji et al. CC-BY

Исследование, опубликованное в журнале Communications Earth & Environment, улучшает модели сейсмической активности и может помочь в поиске оптимальных мест для бурения с целью использования источников сверхкритической геотермальной энергии.

«Наша последняя работа с использованием передового сейсмического изображения впервые показывает, как глубокие вулканические флюиды, такие как вода, в своём высокотемпературном сверхкритическом состоянии, могут задерживаться, мигрировать и претерпевать фазовые переходы, влияющие на землетрясения», — пояснил профессор Такеши Цудзи с инженерного факультета Токийского университета.

Ключевым элементом являются сверхкритические флюиды, которые ведут себя одновременно как жидкость и газ. Благодаря высоким давлениям и температурам они легко текут, как газ, но способны накапливать и передавать огромное количество тепла, как жидкость.

Данные для проекта собирались в регионе Кудзю на острове Кюсю в западной Японии. На карте показаны места вулканов, сейсмометры, регистрирующие активность, и две геотермальные электростанции. Автор: 2025 Tsuji et al. CC-BY

Цудзи отметил связь с осадками: «Когда идёт сильный дождь, уровень грунтовых вод повышается, увеличивая давление в трещинах и разломах глубоко под землёй. Если эти разломы уже близки к разрушению, это дополнительное давление может спровоцировать землетрясения».

Помимо прогнозирования катастроф, исследование открывает потенциал для использования практически неисчерпаемой чистой геотермальной энергии. Новая методика позволила команде идентифицировать пути миграции флюидов, резервуары под герметичными слоями и разломы, через которые флюиды выходят на поверхность.

«Основным препятствием для широкого использования сверхкритической геотермальной энергии является бурение. Эти флюиды существуют на больших глубинах при экстремальном давлении и температуре, поэтому необходимо адаптировать как технологии, так и оборудование», — заключил Цудзи.

Больше информации: Supercritical fluid flow through permeable window and phase transitions at volcanic brittle–ductile transition zone, Communications Earth & Environment (2025). DOI: 10.1038/s43247-025-02774-4