Обычно говорят, что наличие соленой воды в коренных породах делает разлом склонным к оползанию, влияя на возникновение землетрясений, или снижает температуру плавления горных пород, влияя на извержения вулканов.
Однако сложно напрямую проверить наличие соленой воды с помощью буровых исследований глубоко под землей.
Поскольку жидкости, включая соленую воду, имеют электропроводность примерно на шесть порядков выше, чем у твердых тел, часто проводятся исследования, включающие измерение электропроводности, для обнаружения наличия соленой воды. Однако, поскольку электропроводность соленой воды в условиях высокой температуры и высокого давления, возникающих в таких средах, как сейсмогенные зоны земной коры, неизвестна, было невозможно связать измерения электропроводности с присутствием соленой воды.
Исследовательская группа разработала молекулярную модель для воспроизведения сверхкритического состояния воды. Используя модель, команда успешно рассчитала электрическую проводимость соленой воды с концентрацией NaCl в диапазоне от одной шестой до тройной, чем в морской воде при высокой температуре и высоком давлении (температура: 673-2000 K, давление: 0 ° C).2-2 ГПа), условия, которые трудно смоделировать в эксперименте. Эти данные по электропроводности показали, что высокая электропроводность, измеренная под землей в районе Тохоку, может быть объяснена наличием соленой воды с концентрацией соли, эквивалентной морской воде.
В будущих исследованиях мы объединим эти результаты с электромагнитными наблюдениями земной коры по всей Японии, чтобы определить наличие соленой воды глубоко под землей, где сейсмическая и вулканическая активность высока, как в зонах субдукции, и провести исследования, чтобы понять механизм вспышки. землетрясений и извержений вулканов.
Это исследование проводилось в рамках проектов «Геофлюиды: природа и динамика флюидов в зонах субдукции» (Грант на помощь для научных исследований в новых академических областях) и «Исследования по пониманию сверхкритических свойств флюидов в земной коре с помощью молекулярных методов. расчет динамики и ее влияние на возникновение землетрясений »(грант на проведение сложных поисковых исследований) при поддержке Министерства образования, культуры, спорта, науки и технологий.
Это исследование было опубликовано в онлайн-версии журнала Journal of Geophysical Research: Solid Earth 20 января 2016 г.