Một số nghiên cứu đề cập đến trận động đất lớn ở Kobe, Nhật Bản vào năm 1995, đã chỉ ra rằng những thay đổi thành phần hoá học của nước ngầm có thể xuất hiện trước khi xảy ra động đất. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu vẫn cần thu thập thêm bằng chứng về mối liên hệ giữa sự xuất hiện của động đất với những thay đổi hóa học này.

Một nhóm các nhà nghiên cứu tại Trường Đại học Tokyo và các cộng sự đã phát hiện ra rằng khi ứng suất cao tác động lên vỏ Trái đất, đồng vị heli-4 giải phóng vào nước ngầm ở mức cao tại các vị trí gần tâm chấn của trận động đất Kumamoto năm 2016 có cường độ 7,3 ritcher, làm cho 50 người chết và gây thiệt hại nghiêm trọng.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng một máy bơm ngầm trong các giếng sâu để thu thập các mẫu nước ở độ sâu từ 280m - 1.300m tại 7 địa điểm trong đới đứt gãy xung quanh tâm chấn trong vòng 11 ngày sau trận động đất xảy ra vào tháng 4/2016. Sau đó, các nhà khoa học đã so sánh những thay đổi về nồng độ heli-4 từ các phân tích hóa học những mẫu này với các mẫu từ các phân tích tương tự được thực hiện vào năm 2010.

"Sau khi phân tích và tính toán cẩn thận, chúng tôi đã đi đến kết luận nồng độ heli-4 đã tăng lên trong các mẫu được thu thập gần tâm chấn do khí heli-4 được giải phóng từ các khe nứt ở đá", GS. Yuji Sano, đồng tác giả nghiên cứu nói.

Ngoài ra, thông qua các thí nghiệm tại lab đối với các mẫu được thu thập xung quanh vùng động đất, các nhà khoa học đã ước tính lượng khí heli được giải phóng từ đá. Nhóm nghiên cứu cũng đã tính mức độ ứng suất tác động đến các vị trí thu gom mẫu nước ngầm trên cơ sở sử dụng dữ liệu vệ tinh. Từ đó, các nhà nghiên cứu đã xác định mối liên hệ giữa nồng độ heli trong nước ngầm và tác động của ứng suất. Cụ thể, nồng độ heli trong các khu vực gần tâm chấn cao hơn, trong khi ở nơi có hoạt động địa chấn dữ dội nhất, nồng độ heli lại giảm. Tuy nhiên, cần thực hiện thêm nhiều nghiên cứu để xác minh mối liên hệ giữa hai yếu tố này trong những vùng động đất khác.