A tudósok felfedezik a rejtélyes földrengések forrását

Egy új kutatás megerősítette, hogy a hidraulikus repesztés felelős a lassú, kisméretű földrengésekért vagy rengésekért, amelyek korábban megmagyarázhatatlanok voltak. A remegést ugyanazok a folyamatok idézik elő, amelyek nagy, káros földrengéseket válthatnak ki.

A hidraulikus rétegrepesztés magában foglalja a folyadékok erőteljes befecskendezését a föld alá az olaj és a földgáz kinyerése érdekében. Míg általában szennyvíz felhasználásával hajtják végre, ez a konkrét kutatás a folyékony szén-dioxid használatával kapcsolatos eredményeket vizsgálta. Ez a módszer mélyebbre tolja a szenet a Földbe, megakadályozva, hogy hozzájáruljon a légkör hővisszatartásához.

Néhánnyal BecslésekA szén-dioxid feltörése annyi szén-dioxidot takaríthat meg évente, mint egymilliárd napelem. A környezet szempontjából előnyös, ha a repesztést folyékony szén-dioxiddal végezzük, szemben a szennyvízzel, amely nem tartja távol a szenet a légkörből.

„Mivel ez a tanulmány a föld alatti szénmegkötés folyamatát vizsgálja, ennek pozitív következményei lehetnek a fenntarthatóság és az éghajlattudomány szempontjából” – mondta Abhijit Ghosh, a Kaliforniai Egyetem geofizikai adjunktusa és a tanulmány társszerzője. folyóirat. Tudományok.

Mivel a szén-dioxid folyékony, Ghosh szerint a tanulmány eredményei szinte biztosan vonatkoznak a vízzel történő hidraulikus rétegrepesztésre. Valószínűleg mindkettő remegést okoz.

A szeizmográfon a földrengések és a rendszeres rengések másként jelennek meg. A nagy földrengések éles rengéseket okoznak nagy amplitúdójú impulzusokkal. A remegés enyhébb, lassan emelkedik a háttérzaj fölé, sokkal kisebb amplitúdóval, majd lassan csökken.

Palagáz fúróplatform (fracking) Alvarado közelében, Texasban. Köszönetnyilvánítás: Loadmaster (David R. Tribble)

„Örülünk, hogy ezeket a remegéseket a hidraulikus repesztésből származó folyadékok mozgásának nyomon követésére és a folyadékbefecskendezésből eredő hibák mozgásának nyomon követésére használhatjuk” – mondta Ghosh.

Korábban a szeizmológusok között vita alakult ki a földrengések forrásáról. Míg egyes lapok azzal érveltek, hogy a rengésjeleket több ezer mérföld távolságban fellépő nagy földrengések okozták, mások úgy vélték, hogy az emberi tevékenység, például vonatok vagy ipari gépek mozgása által keltett zaj okozhatja.

„A szeizmográfok nem okosak. Vezethetsz egy teherautót a közelben, vagy megrúghatsz egyet a lábaddal, és rögzíti a rezgést” – mondta Ghosh. „Ezért nem tudtuk egy ideig biztosan, hogy a jelek kapcsolatban állnak-e folyadék befecskendezése.”

A forrás meghatározásához a kutatók szeizmométereket használtak, amelyeket egy hidraulikus repesztési helyszín körül helyeztek el a kansasi Wellingtonban. Az adatok lefedték a teljes hat hónapos frakkolási injekciós periódust, valamint egy hónappal az injekció beadása előtt és egy hónappal azután.

A háttérzaj kiküszöbölése után a csapat kimutatta, hogy a fennmaradó jelek a föld alatt keletkeztek, és csak a folyadék befecskendezése közben jelentek meg. „Nem észleltünk remegést az injekció beadása előtt vagy után, ami arra utal, hogy a remegés összefügg vele” – mondta Ghosh.

Egy ideje ismert, hogy a hidraulikus repesztés nagyobb földrengéseket okozhat. Annak elkerülése érdekében, hogy a hibák a föld alá csúszjanak és remegést okozzanak, az egyik lehetőség a hidraulikus repesztés leállítása. Mivel ez nem valószínű, Ghosh szerint fontos figyelemmel kísérni ezeket a tevékenységeket, hogy megértsük, hogyan deformálódnak kőzeteik, és nyomon követhetjük a folyadékok mozgását az injekció után.

Modellezési kísérletek végezhetők, amelyek segítenek a vállalatoknak meghatározni, hogy mely folyadék befecskendezési nyomását nem szabad túllépni. E határokon belül maradva biztosítható, hogy a folyadékok ne mozduljanak el a nagy földalatti hibák felé, ami káros szeizmikus tevékenységhez vezet. Azonban nem minden hiba javítva.

„Csak akkor tudjuk modellezni az ilyen típusú kísérletet, ha tudjuk, hogy hiba van jelen. Lehetséges, hogy vannak olyan hibák, amelyekről nem tudunk, és ilyen esetekben nem tudjuk megjósolni, hogy mi fog történni” – mondta Ghosh.

Hivatkozás: „A folyadék befecskendezése közbeni remegési jeleket hibacsúszás generálja” Shanku Neogi, Abhijit Ghosh, Abhash Kumar és Richard W. Hammack, 2023. augusztus 3., Tudományok.
doi: 10.1126/science.adh1331