WWW.SPELEONICS.COM
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The
Last Day of Pompeii is a large history painting by Karl Bryullov.
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Continuous monitoring
of radon activity in groundwater and soil gas is essential in earthquake
prediction. Many countries located on plate boundaries, such as China, India,
Japan, Russia, Turkey, and the United States, have monitoring programs.
In some other countries, this area is too vast to be controlled (e.g., hundreds
of small islands in Indonesia, where 5 of the 17 largest earthquakes in
the last 106 years (1906-2012) with a magnitude of 8.5 to 9.5 occurred).
In other areas, government agencies simply do not have sufficient resources
to monitor (e.g., Chile, where 3 of the 17 largest earthquakes occurred
between 1906 and 2012).
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El monitoreo continuo
de la actividad del radón en las aguas subterráneas y los gases del suelo
es esencial en la predicción de terremotos. Muchos países ubicados en los
límites de las placas tectónicas, tales como China, India, Japón, Rusia,
Turquía y Estados Unidos, tienen programas de monitoreo. En algunos otros
países, esta área es demasiado vasta para ser controlada (por ejemplo, cientos
de pequeñas islas en Indonesia, donde ocurrieron 5 de los 17 terremotos
más grandes en los últimos 106 años (1906-2012) con una magnitud de 8.5
a 9.5). En otras áreas, las agencias gubernamentales simplemente no tienen
suficientes recursos para monitorear (por ejemplo, Chile, donde ocurrieron
3 de los 17 terremotos más grandes entre 1906 y 2012).
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Traditionally, earthquake forecasting is based on information
about soil gases, including radioactive radon gas. It is known that during
the period of increased seismic activity, anomalous changes in the volumetric
activity of soil radon can manifest themselves at significant distances
from the epicenter of the earthquake (up to several thousand kilometers),
depending on its magnitude. In order to increase the sensitivity of the
radon method for predicting earthquakes, monitoring is being carried out
in areas with deep high-level sources of radon (rocks with a high content
of uranium; zones of tectonic faults in the Earth's crust) to increase the
amplitude of anomalous bursts. However, in the case of a heterogeneous geological
environment, a number of significant problems can be encountered. The complexity
and diversity of geological structures lead to differences in the dynamics
of near-surface concentrations of soil radon. As a result, the lack of
knowledge of the geological structure significantly complicates the interpretation
of monitoring results and the comparison of data obtained at different points
and for different territories.
The influence of the state of the atmosphere also complicates the interpretation
of the results, since the temporal variations in the volumetric activity
of radon, due only to changes in meteorological conditions, can be up to
ten times. When monitoring is carried out in areas with a relatively homogeneous
geological structure, the effect of an increase in soil radon activity
with an increase in seismic activity may be slightly significant. Calculations
showed that no matter how much the rate of convection increases, the activity
of soil radon will not exceed the maximum possible value, which for most
sedimentary rocks is about 20 kBq/m3. With a slight increase in the volumetric
activity of radon, the useful signal can be "lost" in the "noise" variations
of the measured value. In this case, the magnitude of the volumetric activity
of radon in the soil air is a weak indicator of an increase in seismic activity.
In 2003, it was proposed to use the density of radon flux from the earth's
surface as a predictive parameter. Numerical calculations have been made,
the results of which confirm that the value of radon flux density reacts
more strongly to changes in the convection rate than the value of the volumetric
activity of soil radon. It has been revealed that the value of radon flux
density has the greatest advantages for homogeneous geological environments,
which is very important for ensuring good comparability and reproducibility
of the results obtained during measurements at different control points.
The value of radon flux density can be used as an independent or additional
prognostic parameter. The simultaneous use of two values – the volumetric
activity of soil radon and the density of radon flux from the earth's surface
– will increase the reliability of forecast estimates.
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Tradicionalmente, la predicción de terremotos
se basa en información sobre los gases del suelo, incluido el gas radón
radiactivo. Se sabe que durante el período de mayor actividad sísmica,
los cambios anómalos en la actividad volumétrica del radón del suelo pueden
manifestarse a distancias significativas del epicentro del terremoto (hasta
varios miles de kilómetros), dependiendo de su magnitud. Con el fin de
aumentar la sensibilidad del método del radón para la predicción de terremotos,
se está llevando a cabo un seguimiento en zonas con fuentes profundas de
alto nivel de radón (rocas con alto contenido de uranio; zonas de fallas
tectónicas en la corteza terrestre) para aumentar la amplitud de los estallidos
anómalos. Sin embargo, en el caso de un entorno geológico heterogéneo, se
pueden encontrar una serie de problemas importantes. La complejidad y diversidad
de las estructuras geológicas conducen a diferencias en la dinámica de las
concentraciones de radón en el suelo cerca de la superficie. Como resultado,
el desconocimiento de la estructura geológica complica significativamente
la interpretación de los resultados del monitoreo y la comparación de los
datos obtenidos en diferentes puntos y para diferentes territorios.
La influencia del estado de la atmósfera también complica la interpretación
de los resultados, ya que las variaciones temporales en la actividad volumétrica
del radón, debidas únicamente a cambios en las condiciones meteorológicas,
pueden ser hasta diez veces. Cuando el monitoreo se lleva a cabo en áreas
con una estructura geológica relativamente homogénea, el efecto de un aumento
en la actividad del radón del suelo con un aumento en la actividad sísmica
puede ser ligeramente significativo. Los cálculos mostraron que no importa
cuánto aumente la velocidad de convección, la actividad del radón del suelo
no excederá el valor máximo posible, que para la mayoría de las rocas sedimentarias
es de aproximadamente 20 kBq/m3. Con un ligero aumento en la actividad
volumétrica del radón, la señal útil puede "perderse" en las variaciones
de "ruido" del valor medido. En este caso, la magnitud de la actividad volumétrica
del radón en el aire del suelo es un indicador débil de un aumento de la
actividad sísmica. En 2003, se propuso utilizar la densidad del flujo de
radón de la superficie terrestre como parámetro predictivo. Se han realizado
cálculos numéricos, cuyos resultados confirman que el valor de la densidad
de flujo de radón reacciona más fuertemente a los cambios en la velocidad
de convección que el valor de la actividad volumétrica del radón del suelo.
Se ha revelado que el valor de la densidad de flujo de radón tiene las mayores
ventajas para entornos geológicos homogéneos, lo cual es muy importante para
garantizar una buena comparabilidad y reproducibilidad de los resultados
obtenidos durante las mediciones en diferentes puntos de control. El valor
de la densidad de flujo de radón se puede utilizar como parámetro pronóstico
independiente o adicional. El uso simultáneo de dos valores, la actividad
volumétrica del radón del suelo y la densidad del flujo de radón desde la
superficie terrestre, aumentará la fiabilidad de las estimaciones de previsión.
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Autor:
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Radon
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Radon is a chemical element; it has
symbol Rn and atomic number 86. It is a radioactive noble gas and is colorless
and odorless. Of the three naturally occurring radon isotopes, only radon-222
has a sufficiently long half-life (3.825 days) for it to be released from
the soil and rock, where it is generated. Radon isotopes are the immediate
decay products of radium isotopes. Radon's most stable isotope, radon-222,
has a half-life of only 3.8 days, making radon one of the rarest elements.
Radon will be present on Earth for several billion more years, despite its
half-life being a mere 3.8 days, because it is constantly being produced
as a step in the decay chain of uranium-238, and that of thorium-232, each
of which is an extremely abundant radioactive nuclide with a half-life of
several billion years.
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Radon
Monitoring Network in Seismic and Vulcano Areas.
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The site WWW.SPELEONICS.COM dedicated
to the creation of a system for wireless measurement of radon and thoron
levels deep underground, in places dangerous to humans, near and under volcanoes.
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The impetus for the creation of such
a system was experience and knowledge in various fields of science and technology.
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The history of wireless methods of underground
data transmission goes back more than 100 years.
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1924.
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