Injekcijų sukeltų žemės drebėjimų augimas JAV

Per pastarąjį dešimtmetį žmonės, gyvenantys centrinėje JAV, patyrė daug daugiau nedidelio ar vidutinio dydžio žemės drebėjimų nei bet kada anksčiau. Pavyzdžiui, nors Oklahoma yra nutolusi nuo ribų tarp tektoninių plokščių, seisminis aktyvumas ten pradėjo didėti maždaug 2009 m. Ir buvo didžiausias 2015 m. Bei 2016 m. Pradžioje. Iki 2009 m. Oklahoma paprastai patyrė tik vieną ar du nedidelius žemės drebėjimus, kurių stiprumas didesnis nei 3,0. per metus. Iki 2015 m. Šis skaičius išaugo iki daugiau nei 900 žemės drebėjimų per metus, iš kurių 30 buvo momentiniai, didesni nei 4,0 (kurie yra pakankamai stiprūs, kad sugadintų). Vienas 5,7 balo stiprumo žemės drebėjimas 2011 m. Įvyko netoli Prahos miesto Okla. Dėl buvusio gedimo padaryta didelė žala keliems namams ir mokyklos pastatams. Per pastaruosius šešerius metus daugiau nei 1 500 pranešimų apie destruktyvius drebėjimo įvykius buvo užfiksuota anksčiau taikiose vietose. Didesnį seisminiškumą greičiausiai lėmė žmogaus pramoninė veikla. Apie aštuoni milijonai žmonių gyveno padidėjusio žemės drebėjimo vietose, o už visuomenės saugumą atsakingi pareigūnai norėjo suprasti padidėjimo priežastis ir galimas grėsmes visuomenei.

Sukeltų žemės drebėjimų priežastys.

Žemės mokslininkai priėmė iššūkį geriau suprasti sukeltus žemės drebėjimus. Moksliniai įrodymai parodė, kad kai kuriuos žemės drebėjimus sukėlė žmonių pramoninė veikla, daugiausia šalinant sūrias nuotekas, išgautas iš naftos ir dujų gamybos šuliniuose. Manoma, kad daugumą sukeltų žemės drebėjimų galėjo sukelti skysčių slėgio pokyčiai šalia jau buvusių gilių gedimų. Nuotekų skysčiai giliuose šalinimo šuliniuose dažnai būdavo daugiau nei mylios po žeme, o nuotekų šalinimas padidindavo skysčių, jau užimančių porų erdvę, slėgį. Šis slėgio pakilimas neapsunkintas arba susilpnino gedimą, todėl buvo lengviau įvykti žemės drebėjimui.

Ši hipotezė, paaiškinanti sukeltų žemės drebėjimų priežastis, buvo patvirtinta 1969 m. „Rangely“, Colo., Eksperimente, kurio metu skysčio slėgis rezervuare buvo padidintas ir sumažintas pumpuojant. Kaip buvo numatyta hipotezėje, žemės drebėjimai dažnesni padidėjus slėgiui ir retesni, kai slėgis buvo sumažintas. Įrodyta, kad hidraulinis ardymas (dujų ardymas) - dujų ir naftos išgavimo procesas, kurio metu skysčio įpurškimas atveria įtrūkimus uolienoje, kad įstrigusios dujos ar žalia nafta galėtų tekėti vamzdžiu į šulinio galvutę paviršiaus paviršiuje - taip pat parodė žemės drebėjimus ir buvo nustatyta, kad Pagrindinė sukeltų žemės drebėjimų priežastis Britanijos Kolumbijoje ir Vakarų Albertoje, taip pat kai kuriose JAV teritorijose. Fracking nebuvo pagrindinė sukeltų žemės drebėjimų priežastis Oklahomoje ir keliose kitose JAV vietose, kur žemės drebėjimai buvo daugiausia. susidarė dėl nuotekų įpurškimo. 2011 m. Spalio mėn. Netoli Fashingo, Teksase, įvyko vienas pastebimas skysčių šalinimo žemės drebėjimas, kurio stiprumas buvo 4,8. Kitus rezervuarus Nevadoje ir Pietų Karolinoje sukėlė kiti žemės drebėjimai. Daugeliu atvejų tokia pramoninė veikla neskatina žemės drebėjimų. Skysčio įpurškimo greitis ir tūris, gedimų orientacija, susikaupę įtempiai ir uolienų savybės turi būti optimalūs, kad sukeltų žemės drebėjimus.

Mokslininkai ištyrė gedimus ir natūralius, ir sukeltus žemės drebėjimus, kad galėtų geriau suprasti ir numatyti būsimų sukeltų žemės drebėjimų dydį ir vietą. Žemės drebėjimo dydis ar dydis yra susijęs su plotu, kuriame plyšta gedimas. Mokslininkai patikrino kelių istorinių natūralių žemės drebėjimų, įvykusių per pastaruosius 300 metų centrinėje ir rytinėje JAV, pavyzdžių, įskaitant 7,3 balo stiprumo įvykį 1886 m. Netoli Čarlstono, SC ir 7,5 balo stiprumo sukrėtimų, kurie įvyko 1811–1212 m. Netoli Naujojo Madrido. Šiaurės rytų Šiaurės Amerikoje žemės drebėjimai kilo dėl seisminio aktyvumo spiečių dėl neatpažintų gedimų Virdžinijos centrinėje dalyje, rytinėje Tenesio dalyje, rytinėje Kanadoje ir Naujojoje Anglijoje. Daugelis iš šių įvykių vyko prieš pramoninę veiklą ir todėl greičiausiai nebuvo susiję su žmonių veikla. Per pastaruosius kelerius metus mokslininkai diskutavo, ar dėl sukeltų žemės drebėjimų gali kilti dideli žemės drebėjimai dėl netoliese esančių senovės gedimų, kurių metu buvo galima išlaisvinti pastatytus įtempius. 2011 m. Prahoje, Okla, žemės drebėjimas atsakė į šį klausimą įrodydamas, kad iki 5,7 balų žemės drebėjimai gali plyšti dėl jau egzistuojančių ilgų gedimų. Todėl senovės gedimų buvimas buvo svarbus veiksnys siekiant tiksliai numatyti žemės drebėjimo dydį. Tačiau daugelyje centrinės ir rytinės JAV vietų, pavyzdžiui, Oklahomoje, gedimų dydis ir vieta buvo sunkiai suprantami, o JAV geologijos tarnyba, kitos valstijos ir federalinės agentūros bei akademinės institucijos ir bendradarbiaudamos su mokslinėmis pastangomis vykdė mokslines pastangas. naftos pramonei nustatyti vietas, kurios buvo potencialiai pavojingiausios.

2011 m. Prahos įvykis buvo didžiausias iki šiol užfiksuotas žemės drebėjimas JAV, kol 2016 m. Netoli Pawnee (Oklahoma) įvyko 5,8 balo žemės drebėjimas, kuris galėjo būti sukeltas. Tačiau stipresni žemės drebėjimai buvo pastebėti kitur. Įtariama, kad netoli Koynanagaro, Indijoje, 1967 m. Dėl aukšto rezervuare esančio vandens lygio sukilo niokojantis 6,3 balų drebulys, o dujų išmetimo veikla Uzbekistane greičiausiai sugadino 7,0 balo stiprumo gamtinius žemės drebėjimus 1976 m. Šie duomenys rodo, kad galimi žemės drebėjimai, didesni nei Prahoje. Be to, geologai pripažino gedimus ir priešistorinių žemės drebėjimų plyšimus, kuriuos sukėlė 7,0 balų žemės drebėjimai Oklahomoje ir Kolorado valstijoje. Žemės drebėjimų žemyno interjeruose už JAV ribų tyrimai parodė, kad tokie dideli natūralūs žemės drebėjimai buvo įmanomi toli nuo plokštumų ribų. Daugelis mokslininkų manė, kad sukelti žemės drebėjimai taip pat gali sukelti didelius žemės drebėjimus dėl neatrastų senovės gedimų. Tačiau jei sukeltas įvykis, kurio amplitudė yra didesnė nei 5,6, greičiausiai jo laipsnis bus artimesnis 6,0, o ne 7,0, panašus į sukeltus žemės drebėjimus analogiškuose regionuose.

Didėja žemės drebėjimo pavojus.

Tiek sukeltas, tiek natūralus žemės drebėjimas sukelia panašų žemės drebėjimo lygį. Palyginti su natūraliais žemės drebėjimais, sukeltieji žemės drebėjimai dažnai būna seklesni ir gali nesuplakti žemės kaip žiauriai toli nuo žemės drebėjimo epicentro. Nors buvo pastebėti subtilūs drebulių skirtumai tarp dviejų tipų, norint suprasti šias drebulimo savybes reikėjo atlikti daugiau tyrimų.

JAV geologijos tarnybos atliktos žemės drebėjimo prognozės parodė, kad sukelti žemės drebėjimai padidino pavojų Oklahomoje ir kitose vietose, kur pramoniniai procesai daro įtaką žemės įtempiams, kaip parodyta 2016 m. Vienerių metų prognozėje tiek sukeltiems, tiek natūraliems žemės drebėjimams. Pavojui apskaičiuoti reikėjo informacijos apie tai, kur ir kaip dažnai gali kilti žemės drebėjimai, jų maksimalų dydį ir tikėtiną žemės drebėjimo lygį. Norėdami prognozuoti 2016 m. Sukeltą žemės drebėjimą, mokslininkai labai atidžiai įvertino 2015 m. Žemės drebėjimo dažnį, naudojo standartinę seismologinę teoriją - su didžiausiu sukeltų žemės drebėjimų, kurių tikimasi paprastai būti mažesniu ar lygiu 6,0, ir pritaikė naują žemės judėjimo modelį, kuris pateikė geresni drebėjimo po seklių žemės drebėjimų įvertinimai.

Rezultatai atskleidė, kad 2016 m. Oklahoma, Kanzasas, Teksasas, Arkanzasas, Naujoji Meksika ir Koloradas turėjo didesnę kaip 1 iš 100 galimybę sukrėsti žalą, o didžiausia tikimybė (maždaug 1 iš 10) buvo šiaurinėje Oklahomos dalyje ir pietų Kanzaso dalyje.. Prognozuojama, kad sukelti žemės drebėjimai gali būti gana geri tame regione, jei pramoninė veikla nesumažės. Remiantis tomis prognozėmis, nedaugelis buvo nustebinti, kai vasario 13 d. Netoli Fairview, Okla, smogė 5,1 balų žemės drebėjimas.

Tačiau atrodo, kad nuo 2015 m. Iki 2016 m. Žemės drebėjimų dažnis tame regione mažėjo. Pavyzdžiui, per pirmąjį 2016 m. Pusmetį netoli Irvingo ir Dalaso įvykusių žemės drebėjimų skaičius sumažėjo nuo maždaug keturių 3,0 ar didesnio masto įvykių iki nulio. Šis sumažėjimas gali būti susijęs su naftos kaina (kuri 2015 ir 2016 m. Smarkiai krito, todėl sumažėjo išgavimas ir nuotekų įpylimas) ir reguliavimo veiksmais, kurie sumažino nuotekų, pumpuojamų į giluminius gręžinius, kiekį. Pirminiai duomenys teikia vilties, kad sukeltų žemės drebėjimų dažnis 2016 m. Ir toliau mažės; tačiau injekcijos buvo tęsiamos tose vietose, kur didelis seismiškumas, ir nebuvo žinoma, ar mažesnis įpurškimo tūris pašalins sukeltus žemės drebėjimus, ar tik atitolins juos.

Nors sukeltų žemės drebėjimų dažnis padidėjo labiausiai centrinėje JAV, sukeltų žemės drebėjimų taip pat buvo pastebėta keliose vietose Kalifornijoje, įskaitant geizerius ir Coso geoterminės energijos sritis. Be to, 2015 m. Tyrimas parodė nedidelius žemės drebėjimų per pietus Kalifornijoje pokyčius ir pažymėjo, kad papildomas sukeltas aktyvumas gali atsirasti šalia vietų, kuriose vykdoma naftos gavyba. Kadangi natūralių žemės drebėjimų toje vietoje buvo daug daugiau nei centrinėje JAV, buvo sunkiau nustatyti, kurie žemės drebėjimai buvo sukelti ir kurie buvo natūralūs. Mokslininkai toliau tyrinėjo sukeltus žemės drebėjimus, kad galėtų geriau sušvelninti būsimą žemės drebėjimo poveikį.