地震の際に井戸の水位が急に大きく変化したり、小川の水が増えたり、あるいは泉の湧水量が増加したりするように、地震は水文学的な系にさまざまな形で影響を及ぼすことが観測されてきた。遠方で起きた地震によって断層の透水率が増大することさえある。このような水文学的観測結果のほとんどは、何らかの形での透水率の増大により説明できる。本論文では、固体地球潮汐に対する井戸水位の応答を用いて過去20年間にわたり透水率を測定した結果を示す。南カリフォルニアで起きた7回の地震の発生のたびに、南カリフォルニアのPiñon Flat 観測所にある井戸では、準一日周期の潮汐成分の体積膨張歪みに対し、最大24°という水位の位相の一時的変化が観測された。地震後には、位相は一日当たり0.1°以下という速度で徐々に元の値に戻った。今回我々は、単一で水平方向に広がっており、限定された一様で等方的な帯水層の上部が振動することで引き起こされる軸対称な流れのモデルを用いて、位相応答と帯水層の性質を関連づけた。我々は、位相応答の変化は透水率の変化によるものと考える。地震発生時には、観測点における透水率は3倍にも増大している。透水率の増加は、0.21〜2.1 cm s-1の範囲では地震波の最大地表速度振幅に対してほぼ線形の依存関係がある。このような透水率の増大は流体の流れに影響を与え、水文学的な系や含油系の長期にわたる変化を決定する可能性があるので、水文学と油層工学において重要である。またこの増大の結果、間隙圧が変わることで法線応力が変化して地震にも影響があるため、これは地震学においても興味深い結果である。
