Den säsongsbetonade fyllningen och tömningen av reservoarer i Indien kan orsaka mätbar deformation av det omgivande berget, minska styrkan på närliggande förkastningar och potentiellt utlösa jordbävningar, enligt två nya tidningar publicerade i Bulletin från Seismological Society of America .

Forskare i Indien använde observationer av globala positioneringssystem (GPS) tillsammans med satellitbaserade radardata som kallas InSAR för att spåra rörelsen – särskilt höjningen och sättningen – av bergskikten runt reservoarerna. Teamen mätte jordskorpans deformation runt reservoarerna Koyna och Warna i västra Indien, såväl som Tehri, Ukai och Dharoi reservoarer i Indien.

Studierna ingår i tidskriftens specialnummer om reservoarutlöst seismicitet runt om i världen, 51 år efter att en jordbävning med magnituden 6,3 i Koyna-Warna-regionen i Indien blev den största seismiska händelsen som någonsin tillskrivits reservoarfyllning. inträffade i en region där det inte tidigare hade funnits några betydande seismicitet, jordbävningen i Koyna orsakade 180 dödsfall och mer än 2000 skadade, och tusentals mindre jordbävningar påverkar fortfarande regionen idag.

Reservoarutlöst seismicitet tros vara resultatet av skiftande vattennivåer i reservoarerna som beslagtas bakom dammarna, vilket kan öka spänningarna på förkastningar genom att förändra spänningen och portrycket i bergarter längs förkastningen. Reservoarfyllning står för 23 procent av det totala antalet jordbävningar orsakade av mänsklig aktivitet, enligt Human-Induced Earthquake Database.

Vineet Gahalaut från National Center for Seismology i Indien och kollegor har använt data som samlats in av fem Koyna-Warna GPS-stationer sedan 2013, tillsammans med InSAR-observationer, för att lära dig mer om de underliggande tektoniska rörelserna i regionen. Forskarna fann att det östra blocket av förkastningszonen Koyna-Warna verkar röra sig snabbare mot nordost jämfört med det västra blocket, en motion som kan öka stressen på fel i regionen.

På samma gång, säsongsbunden fyllning och tömning av Koyna- och Warna-reservoarerna deformerar de omgivande bergskikten, sa Gahalaut. "Alla reservoarer på den indiska subkontinenten matas av nederbörd under monsunsäsongen, som startar under maj och pågår till augusti, " förklarade han. "Från september och framåt, vattnet i reservoarerna börjar minska på grund av utsläpp för bevattning, elproduktion och stadsanvändning."

"Det dras slutsatsen att säsongsbetonad deformation på grund av förändringar i reservoarvattennivån leder till en minskning av styrkan hos de kritiskt belastade förkastningarna i de seismiska zonerna Koyna och Warna, leder till utlösande av jordbävningar, sa Gahalaut.

En reservoar kan ha en stabiliserande eller destabiliserande inverkan på närliggande förkastningar, beroende på vilken typ av glidning längs dessa förkastningar och var de är belägna i förhållande till reservoaren.

"I fallet med den Koyna-Warna reservoar-utlöst seismicitet, det har visat sig att reservoaruppsamlingarna minskade styrkan på de identifierade förkastningarna i regionen, ", sade Gahalaut. "Det har också märkts att jordbävningar tenderar att inträffa under fyllningen och högvattenbeståndet i reservoarerna när den destabiliserande påverkan är relativt starkare."

I en andra studie, Gahalaut och kollegor kvantifierade jordskorpans deformation relaterad till säsongsbetonad fyllning vid Koyna och tre andra reservoarer i västra centrala och centrala Indien:Tehri, Ukai och Dharoi. Reservoarerna är belägna i olika geologiska zoner och är av varierande storlek, ger forskarna en chans att leta efter potentiell variation i deformation orsakad av reservoarfyllning.

De fann att även den minsta reservoaren - Dharoi på 0,9 kubikkilometer (ungefär motsvarande 730, 000 tunnland fot) kan orsaka deformation som kan utlösa en jordbävning - om det finns kritiskt belastade förkastningar i regionen.

Gahalaut sa att fler GPS-observationer samlade under längre tidsperioder kommer att hjälpa till att kvantifiera deformationshastigheten runt indiska reservoarer, vilket i sin tur kan bidra till att förfina vår förståelse av utlösta jordbävningar. Han sa att det också kommer att vara viktigt att samla in mer information om den omgivande jordskorpans struktur, inklusive förändringar i tjocklek och bergarter runt förkastningarna, för att till fullo förstå hur reservoarfyllning kan utlösa närliggande jordbävningar.