在世界范圍內已經觀察到大地震后地下水位和水量的增加，但是由于地震發(fā)生前后直接缺乏地下水數據，該過程的細節(jié)仍不清楚。幸運的是，來自熊本和關西學院大學(日本)和加州大學伯克利分校(美國)的研究人員意識到，他們有獨特的研究機會來分析2016年大地震襲擊該地區(qū)后的熊本市附近的地下水位變化。

自羅馬時代以來，已記錄了地震后水文環(huán)境的變化，例如池塘或水井干,、自來水突然出現或水位上升。已經提出了引起這種變化的各種理論，例如孔隙水壓力的波動(保持在巖石或土壤的孔隙或空隙中的地下水壓力)，增加的水滲透性以及通過新裂縫的水運動。

為了確定實際原因，必須從井，水源和河流的觀測點收集數據。但是，特別是在內陸地震的情況下，通常很少在發(fā)生大地震的地區(qū)將這些地點按時空排列。此外，在災難發(fā)生之前和之后擁有足夠的數據進行比較的情況更為罕見。這些困難一直是獲取清晰的地震后水文環(huán)境變化的障礙。

位于日本南部九州島的熊本市以其水而聞名。該地區(qū)近100%的飲用水來自該地區(qū)的地下水，因此該地區(qū)有許多觀測井連續(xù)記錄水位和水質數據。在2016年4月16日凌晨(日本時間)，該城市發(fā)生了7.0級地震，地震前后都有大量地下水數據。熊本大學的研究人員認識到，這一獨特的機會可以比以往任何時候更加詳細地評估地震如何改變水文環(huán)境，因此他們建立了國際合作來研究地震。

主震發(fā)生后，地下水位異常升高，在地下水流系統(tǒng)的補給區(qū)尤為明顯。主震發(fā)生后一年左右，水位在10米左右達到頂峰，盡管此后平靜下來，但三年多后水位仍然很高。人們認為這是由于水從非地震前水文循環(huán)的一部分流入，因此研究人員試圖通過使用穩(wěn)定的水同位素比來確定水源。

地球表面水的穩(wěn)定同位素比率隨各種過程(蒸發(fā)，冷凝等)而略有變化，因此它們根據位置成為唯一的標記值。這些標記使確定影響水樣及其來源的過程成為可能。

比較前后的穩(wěn)定同位素比率，可以發(fā)現，在地震發(fā)生之前，熊本市地區(qū)的地下水主要來自低海拔山地含水層，補給區(qū)的土壤水以及白川河中部的滲流。區(qū)。地震后，研究人員認為，山西側的地震裂縫。麻生太郎增加了山間潛水器的滲透性，從而將地下水釋放到流動系統(tǒng)的補給區(qū)并增加了水位。此外，在主震發(fā)生后立即下降的流出區(qū)域的地下水位在短短一年內幾乎恢復。

研究負責人細野隆宏說：“我們的研究是第一個詳細記錄大地震引起的水文環(huán)境變化的研究。”“我們發(fā)現的現象可能發(fā)生在地球上任何地方，其氣候和地質條件與熊本相似。我們希望我們的研究對學者和為災難中區(qū)域用水的準則的建立都將是有用的。”