Землетрясения от закачки воды в недра

Землетрясения от закачки воды в недра

До 2008 г. в мегаполисе Даллас — Форт-Уорт Геологическая службы США (U.S. Geological Survey, USGS)  не зарегистрировала ни одного землетрясения. С тех пор местные города с пригородными зонами сотрясались почти двести раз, а во всем штате Техас землетрясений было вшесеро больше, чем за предыдущий период. В Оклахоме число землетрясений выросло в 160 раз, и некоторые из них были настолько сильными, что пострадавших пришлось госпитализировать, были повреждены здания и автострады. В 2014 г. число землетрясений в Оклахоме оказалась выше, чем в Калифорнии — штате, известном сейсмической активностью.

Полностью материал опубликован в июльском выпуске журнала «В мире науки»

Рост числа землетрясений совпал с ростом объемов бурения. Дом Кэти стоит поверх пласта глинистых сланцев Барнетт, заключающего в себе второе по величине месторождение газа в США. Между 1998 — 2002 гг. ряд компаний начал здесь бурение с использованием гидроразрыва пласта. Этот метод состоит в закачке в недра миллионов галлонов воды под высоким давлением для создания трещин в пласте и высвобождения газа. Вместе с добываемым газом из скважины выходит и закачанная для разрыва пласта вода, содержащая опасно высокую концентрацию солей. Эта промывочная жидкость закачивается через другую скважину на значительно бóльшую глубину под пласт сланцев в пористую породу для захоронения. С закачкой все бóльших объемов сточных вод в эти скважины давление в геологических разрывах может начать расти. В итоге, в одном из них может произойти перемещение пород, вызывающее землетрясение.

Исследователи из USGS и других организаций связали резкий рост числа землетрясений в восьми штатах, включая Техас, Оклахому, Огайо, Канзас и Арканзас, с добычей нефти и газа. Власти некоторых штатов запоздали с реакцией на эти открытия ученых. Жители этих штатов стали все сильнее возмущаться, и группы защитников окружающей среды стали предъявлять иски. «Это вопрос общественной безопасности, и было много случаев отрицания существования данной проблемы и пренебрежения ею», говорит Уоллес, которая присоединилась к соседям, чтобы добиваться закрытия близлежащих скважин для сброса отработанных вод. Более того, дальнейшие исследования показали, что риск возникновения землетрясений может распространяться на многие километры от места сброса сточных вод и сохраняться на протяжении десятилетий после прекращения бурения.

Землетрясения продолжаются и после закрытия скважины и распространялись по окрестностям. Геофизик Мэтью Хорнбач (Matthew Hornbach) из Южного методистского университета (Southern Methodist University, SMU) в Далласе сравнил это явление с пролитием воды на бумажное полотенце: «Даже если вы перестанете лить воду, она продолжит распространение по полотенцу, и остановить это очень трудно»

Чтобы научиться хоть как-то предсказывать «техногенные землетрясения», геологи из Программы Опасности землетрясений USGS исследовали феномен. Они установили, что движения земной поверхности, вызываемые техногенными землетрясениями, непосредственно над очагом больше вызываемых природными, но слабее последних на удалении от эпицентра (вероятно, потому, что очаги техногенных землетрясений находятся обычно на небольших глубинах). Далее, выяснилось, что верхний предел магнитуды техногенных землетрясений достигает 6. При этом руководитель Национального проекта оценки сейсмической опасности (National Seismic Hazard Mapping Project) Марк Петерсен (Mark Petersen) заметил, что «мы не можем исключать и возможность землетрясений магнитудой в 7 и больше». Такие землетрясения способны разрушать даже прочные постройки.

[Полную версию статьи читайте в июльском выпуске журнала «В мире науки»]