世界各地都观测到了大地震后地下水水位和水量的增加，但由于缺乏地震前后的直接地下水数据，这一过程的细节仍不清楚。幸运的是，来自熊本和宽后学院大学(日本)以及美国伯克利大学(UC Berkley)的研究人员意识到，他们有一个独特的研究机会，可以分析2016年熊本地区发生大地震后地下水水位的变化。

 

地震后水文环境的变化，如池塘或水井干涸，流动水的突然出现，或水位上升， 杏耀介绍 ，杏耀官方从罗马时代就有记录。对于这种变化的原因，人们提出了各种各样的理论，如孔隙水压力(岩石和土壤孔隙或缝隙中的地下水压力)的波动、水的渗透性增加以及水通过新裂缝的运动。要确定实际原因，必须从井、水源和河流的观测点收集数据。然而，特别是在内陆地震的情况下，这些地点通常很少在发生过大地震的地区进行时空分布。此外，拥有足够的数据来比较灾难前后的情况就更加罕见了。这些困难一直是获取水文环境在地震后如何变化的清晰图像的障碍。

 

位于日本南部九州岛的熊本市以水而闻名。全市近100%的饮用水来自该地区的地下水，因此在该地区有大量的观测井，不断记录水位和水质数据。2016年4月16日凌晨(日本时间)，一场7.0级地震袭击了这座城市，并产生了丰富的地震前后地下水数据。熊本大学的研究人员认识到，这是一个独特的机会，可以比以往任何时候更详细地评估地震如何改变水文环境，因此他们建立了一个国际合作来研究这一事件。

 

主震后地下水位出现异常上升，在地下水流补给区尤为明显。主震过后，水位在一年内达到峰值，达到10米左右。虽然之后水位已经平静下来，但水位在三年多之后仍然很高。这被认为是由于水从一个不属于地震前水文循环的地方流入，所以研究人员试图通过使用稳定的同位素比率来确定水源。

 

地球表面水的稳定同位素比值随着不同过程(蒸发、凝结等)的变化而略有变化，因此根据位置的不同而成为独特的标记值。这些标记使得确定影响水样及其来源的过程成为可能。

 

通过前后稳定同位素比值对比，熊本市地区地震前地下水主要来源于低海拔山地含水层、补给区土壤水分和白川江中部地区的渗流。研究人员认为，地震发生后，阿索山西侧的地震裂缝增加了山水基的渗透性，使地下水向水系补给区释放，从而增加了水位。此外，杏耀在主震后立即下降的流出区地下水水位在一年之内几乎恢复。

 

研究负责人、副教授细野孝弘说:“我们的研究是第一次详细捕捉到大地震引起的水文环境变化。”“我们发现的这种现象可能发生在地球上任何一个气候和地质条件与熊本相似的地区。我们希望我们的研究将对学术界和灾难中区域用水指导方针的建立都有用。”