人类触发的地震会增加风险

地震3 2 2

2008汶川地震后四川发生的破坏,被认为是由附近水库的工业活动引起的。 dominiqueb / Flickr的

人们知道我们可以在我们知道它们是什么之前引起地震。 一旦人们开始从地下挖掘矿物,崩塌和隧道倒塌必须成为公认的危险。

今天,人类造成的地震发生的规模更大。 上个世纪的事件表明,采矿只是许多工业活动中的一个,可能引发大到足以造成重大损害和死亡的地震。 在大坝后面灌溉水库,提取石油和天然气以及地热能源生产只是现代工业活动中引起地震的一小部分。

随着越来越多类型的工业活动被认定为潜在的地震孕育,设在荷兰的一家石油和天然气公司Nederlandse Aardolie Maatschapp BV委托我们对所有人为地震进行了全面的全面评估。

我们的作品从许多国家的国内和国际科学文献中散布的数百个拼图中汇集了丰富的图像。 工业活动的巨大幅度,我们发现有可能是孕震发生,许多科学家感到惊讶。 随着工业规模的增长,诱发地震的问题也在增加。

此外,我们发现,由于小地震可以触发较大的地震,工业活动在极少数情况下有可能引发极大的破坏性事件。

人类如何诱发地震

作为我们审查的一部分,我们组建了一个案例数据库,据我们所知,这是迄今为止最完整的案例。 1月28,我们会 公开发布这个数据库。 我们希望能够通知公民有关这个问题,并激发科学研究如何管理这个对人类智慧的新挑战。


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我们的调查显示,矿业相关的活动是我们数据库中案件数量最多的。

地震2 2最初,采矿技术是原始的。 矿山很小,而且比较浅。 崩溃事件本来是微不足道的 - 尽管对于任何一个陷入困境的人来说,这可能都没有什么安慰。

但现代矿山的规模完全不同。 珍贵的矿物是从可能超过两英里深的矿山中提取的,或者是在海洋下数英里的地方提取的。 现在全世界采矿的岩石总量现在达到每年几百亿吨。 这是15多年前的两倍 - 在下一个15上它又将翻倍。 与此同时,大部分助燃世界工业的煤炭已经从浅层消耗,矿山必须越来越大,以满足需求。

随着矿山的扩大,与采矿相关的地震也变得越来越大,越来越频繁。 损害和死亡也会扩大。 数百人死亡 在过去的几十年里,由于地震引起的6.1地震已经发生在煤矿和矿山。

其他可能诱发地震的活动还包括架设重型上层建筑。 该 700-megaton台北101大厦在台湾兴起的1990s,被指责为附近地震的频率和大小越来越大。

自20世纪以来,大型水库的充填已经可以引发潜在的危险地震。 这在1967中引起了悲惨的焦点,就在印度西部32公里长的Koyna水库刚满五年之后, 6.3地震发生至少杀死了180人并损坏了大坝。

在接下来的几十年中,持续的周期性地震活动伴随着年度水库水位周期的上升和下降。 平均每四年发生一次比5大的地震。 我们的报告发现,迄今为止,世界上一些170水库据报导致了地震活动。

地震2 2 2石油和天然气的生产涉及加利福尼亚州6范围内的几次破坏性地震。 随着石油和天然气田的枯竭,这个行业正在变得日益成为地震灾害。 在这样的领域,除了通过生产去除大量物质之外,还注入流体以冲洗掉最后的烃,并且在到期的油田中处理伴随生产的大量的盐水。

油气相对较新的技术是页岩气水力压裂或压裂,其本质就是在岩石断裂时产生小地震。 偶尔, 这可能导致更大规模的地震 如果注入的流体泄漏到已经受到地质过程压力的断层中。

迄今为止,最大的与压裂有关的地震是在加拿大发生的,其幅度为4.6。 在俄克拉荷马州,同时进行多个过程,包括石油和天然气生产,废水处理和压裂。 在那里,像5.7这样大的地震已经震动了在这样的地震活动之前就已经建立起来的摩天大楼了。 如果将来在欧洲引发这样的地震,在几个国家的首府城市就可以感受到。

我们的研究表明,地热蒸汽和水的生产与墨西哥Cerro Prieto油田的6.6地震有关。 地热能源在人类寿命的时间尺度上不能被自然过程所再生,所以水必须被再注入地下以确保持续供应。 这个过程似乎比生产更加地震。 伴随着水注入钻孔的地震群有许多例子,例如加利福尼亚州的盖瑟斯(The Geysers)。

地下抽取的其他材料,包括二氧化碳和天然气也会导致地震活动。 最近在旧的废弃海上油田中储存西班牙天然气需求量的25项目,导致地震活动立即开始,事件发生到4.3。 这对公共安全构成的威胁是必要的 放弃这个1.8十亿美元的项目.

这对未来意味着什么?

如今,大型工业项目引发的地震不再令人吃惊,甚至否认。 相反,当一个事件发生时,这个倾向可能是寻找一个工业项目的责任。 在2008,8地震发生在中国的Ngawa地区,造成90,000人死亡,破坏100城镇,破坏房屋,道路和桥梁。 虽然地震与水库的联系尚未得到证实,但注意力很快转移到附近紫坪铺水库,水库在几个月前已经被填满。

科学家认为诱导地震所需的最小应力负荷正在逐步下降。 中国巨大的三峡大坝现在已经摧毁了10立方英里的水,已经与4.6和XNUMX等大地震有关。 正在仔细监视.

科学家现在面临着一些令人兴奋的挑战。 地震可以产生“蝴蝶效应”:小的变化可以产生很大的影响。 因此,不仅人类活动过多,地球上的地壳会承受巨大的压力,而只是微小的增加就会成为打破骆驼背部的最后一根稻草,引发大地震,释放几百年来地质过程所累积的地质断层上积累的应力。 在地震中这种压力是否会自然释放,是一个具有挑战性的问题。

5地区的地震释放出的能量与1945广岛的原子弹一样多。 在7范围内发生的一次地震释放出的能量与有史以来最大的核武器 - 苏联在1961中进行的沙皇邦巴测试一样多。 诱发这样的地震的风险是非常小的,但是如果发生这种事情的后果是非常大的。 这构成了一个健康和安全问题,在理论上可能发生的灾难的最大规模在行业中可能是独一无二的。 然而,无论是否有人类活动,罕见的破坏性地震都是我们这个充满活力的星球上的事实。

我们的工作表明,限制潜在地震规模的唯一以证据为基础的方法可能是限制项目本身的规模。 在实践中,这意味着更小的矿山和水库,更少的矿物,从油田提取的油气,更浅的钻孔和更小的注入量。 必须在能源和资源日益增长的需求与每个项目可接受的风险水平之间取得平衡。

谈话

关于作者

Gillian Foulger,地球物理学教授, 杜伦大学; Jon Gluyas,, 杜伦大学,Miles Wilson博士 在地球科学系的学生, 杜伦大学

这篇文章最初发表于 谈话。 阅读 原创文章.

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