 |
|
Сильные толчки, такие как землетрясение магнитудой 8,8, поразившее Пеллууэ в Чили в 2011 году, могут вызывать землетрясения в местах нагнетания скважин в США. |
Добыча природного газа, производство геотермальной энергии и другие виды деятельности, связанные с закачкой жидкости под землю, вызвали многочисленные землетрясения в Соединенных Штатах, сообщают ученые в трех статьях в Science.
Большинство этих землетрясений были небольшими, но некоторые из них превышали магнитуду 5,0. Они включают событие магнитудой 5,6, которое обрушилось на Оклахому 6 ноября 2011 года, повредив 14 домов и ранив двух человек, говорит Уильям Эллсуорт, сейсмолог Геологической службы США в Менло-Парке, Калифорния, и автор одной из статей.
Он говорит, что годовое количество рекордных землетрясений с магнитудой 3,0 или выше в центральной и восточной части Соединенных Штатов за последнее десятилетие увеличилось почти в десять раз - со среднего 21 в год в период с 1967 по 2000 год до максимального значения 188 в 2011 году. Второе исследование, проведенное Николасом ван дер Элстом, сейсмологом из обсерватории Земли Ламонт-Догерти Колумбийского университета в Палисейдсе, штат Нью-Йорк, показывает, что по крайней мере половина землетрясений магнитудой 4,5 или более, которые произошли во внутренних районах Соединенных Штатов в прошлом десятилетия произошли вблизи участков нагнетательных скважин.
Элсворт подозревает, что повышенная активность в скважинах, добывающих природный газ, изменила напряжения в подверженных землетрясениям областях за счет увеличения порового давления жидкости в подземных породах, смазывая уже существующие разломы, чтобы они с большей вероятностью разорвались.
Предыдущие исследования связали гидроразрыв пласта на таких скважинах с близлежащими землетрясениями. Но Эллсуорт говорит, что спорный метод, в котором используются жидкости под высоким давлением для разрушения горных пород и высвобождения захваченного природного газа, никогда не приводил к землетрясениям с магнитудой более 3,6. Он считает, что это не сам гидроразрыв, а удаление сточных вод процесса путем их повторного закачивания в прилегающую породу, что привело к увеличению числа более крупных землетрясений.
Такие события вызывают волны, покрывающие всю поверхность планеты. На большинстве скважин они имеют незначительный эффект, но в некоторых случаях они вызывают серии небольших толчков, за которыми через несколько месяцев следуют более крупные землетрясения местного происхождения. Ван дер Элст говорит, что сейсмический рой такого типа может служить предупреждением о том, что зона нагнетательных скважин находится на грани перегрузки близлежащих разломов, что может вызвать разрушительное землетрясение.
Это не надежный метод. Иван Вонг, сейсмолог и вице-президент консалтинговой фирмы URS Corporation из Окленда, Калифорния, говорит, что исследование ван дер Эльста является новаторским. Но в некоторых случаях, отмечает он, деятельность скважин вызывала сильные землетрясения без каких-либо предупреждающих роев. Стивен Хортон, сейсмолог из Университета Мемфиса, штат Теннесси, говорит, что это предполагает, что нагнетательные скважины могут вызывать землетрясения по крайней мере двумя разными способами.
В другом исследовании, опубликованном сегодня, физик, занимающийся землетрясениями, Эмили Бродски из Калифорнийского университета в Санта-Крус, изучила геотермальное поле Солтон-Си, где вода закачивается в южную оконечность разлома Сан-Андреас в Калифорнии и превращается в пар под действием тепла Земли. и используется для привода турбин, генерирующих электричество. Бродский обнаружил, что скорость потери воды при выработке электроэнергии хорошо коррелирует с частотой землетрясений.
По ее словам, в конечном итоге такие данные для конкретных площадок окажутся решающими при принятии решений операторами скважин и регулирующими органами, стремящимися ограничить сейсмический риск. «Без этого мы будем придерживаться расплывчатых обобщений».
Большинство этих землетрясений были небольшими, но некоторые из них превышали магнитуду 5,0. Они включают событие магнитудой 5,6, которое обрушилось на Оклахому 6 ноября 2011 года, повредив 14 домов и ранив двух человек, говорит Уильям Эллсуорт, сейсмолог Геологической службы США в Менло-Парке, Калифорния, и автор одной из статей.
Он говорит, что годовое количество рекордных землетрясений с магнитудой 3,0 или выше в центральной и восточной части Соединенных Штатов за последнее десятилетие увеличилось почти в десять раз - со среднего 21 в год в период с 1967 по 2000 год до максимального значения 188 в 2011 году. Второе исследование, проведенное Николасом ван дер Элстом, сейсмологом из обсерватории Земли Ламонт-Догерти Колумбийского университета в Палисейдсе, штат Нью-Йорк, показывает, что по крайней мере половина землетрясений магнитудой 4,5 или более, которые произошли во внутренних районах Соединенных Штатов в прошлом десятилетия произошли вблизи участков нагнетательных скважин.
Элсворт подозревает, что повышенная активность в скважинах, добывающих природный газ, изменила напряжения в подверженных землетрясениям областях за счет увеличения порового давления жидкости в подземных породах, смазывая уже существующие разломы, чтобы они с большей вероятностью разорвались.
Предыдущие исследования связали гидроразрыв пласта на таких скважинах с близлежащими землетрясениями. Но Эллсуорт говорит, что спорный метод, в котором используются жидкости под высоким давлением для разрушения горных пород и высвобождения захваченного природного газа, никогда не приводил к землетрясениям с магнитудой более 3,6. Он считает, что это не сам гидроразрыв, а удаление сточных вод процесса путем их повторного закачивания в прилегающую породу, что привело к увеличению числа более крупных землетрясений.
Основополагающая правда
Лишь небольшая часть из более чем 30 000 таких скважин для захоронения в Соединенных Штатах кажется проблемой. Ван дер Эльст говорит, что один из способов определить, какие районы могут оказаться в зоне риска, - это посмотреть, что происходит после сильных землетрясений магнитудой 8,0 и выше по всему миру, таких как те, которые в последние годы поразили Японию, Чили и Суматру.Такие события вызывают волны, покрывающие всю поверхность планеты. На большинстве скважин они имеют незначительный эффект, но в некоторых случаях они вызывают серии небольших толчков, за которыми через несколько месяцев следуют более крупные землетрясения местного происхождения. Ван дер Элст говорит, что сейсмический рой такого типа может служить предупреждением о том, что зона нагнетательных скважин находится на грани перегрузки близлежащих разломов, что может вызвать разрушительное землетрясение.
Это не надежный метод. Иван Вонг, сейсмолог и вице-президент консалтинговой фирмы URS Corporation из Окленда, Калифорния, говорит, что исследование ван дер Эльста является новаторским. Но в некоторых случаях, отмечает он, деятельность скважин вызывала сильные землетрясения без каких-либо предупреждающих роев. Стивен Хортон, сейсмолог из Университета Мемфиса, штат Теннесси, говорит, что это предполагает, что нагнетательные скважины могут вызывать землетрясения по крайней мере двумя разными способами.
В другом исследовании, опубликованном сегодня, физик, занимающийся землетрясениями, Эмили Бродски из Калифорнийского университета в Санта-Крус, изучила геотермальное поле Солтон-Си, где вода закачивается в южную оконечность разлома Сан-Андреас в Калифорнии и превращается в пар под действием тепла Земли. и используется для привода турбин, генерирующих электричество. Бродский обнаружил, что скорость потери воды при выработке электроэнергии хорошо коррелирует с частотой землетрясений.
По ее словам, в конечном итоге такие данные для конкретных площадок окажутся решающими при принятии решений операторами скважин и регулирующими органами, стремящимися ограничить сейсмический риск. «Без этого мы будем придерживаться расплывчатых обобщений».