能源生產引發美國大地震

【正見新聞網2013年07月16日】

近日,刊登在《科學》雜誌上的三篇論文稱,將廢液注入地下的天然氣開採、地熱能源生產以及其他活動,引發了美國的多場地震。

這些地震中的絕大多數規模較小,但是也有一些超過了5.0級。其中一篇文章的作者、美國地質調查局地震學家William Ellsworth表示,這些地震中包括2011年11月6日美國俄克拉何馬州發生的5.6級地震,地震中2人受傷,14座房屋遭到破壞。他還提到,發生 在美國中部和東部震級達3.0級及以上的地震年度數量記錄,在過去十年中增加至近10倍:從1967~2000年的平均每年21場,到2011年的最大值188場。

哥倫比亞大學拉蒙特—多爾蒂地球天文台地震學家Nicholas van der Elst領銜的另一個研究對地下廢水注射相關區域的地震,以及美國數次地震活動進行了考察。他們將局部地震活動的發生與那些發生在遙遠處的大地震進行了比較,以確認地震活動的“家系”。

研究結果顯示,在過去十年中,襲擊美國內部的震級達4.5級及以上的地震中,至少一半發生在注入井附近。研究人員表示,在注射井附近的斷裂地帶是動 態觸發的首要標靶,因為廢水注射過程使得局部斷層“受到臨界性地加載”,因此即使是來自遙遠處的較小的地震信號,就足以使積累的孔隙壓力加速彌散並引起破 裂。

Ellsworth也懷疑,通過加大孔隙壓力,天然氣井的增加改變了地震敏感區域的壓力,這潤滑了之前就已存在的斷層,以至於使它們更容易斷裂。之 前也有研究將這種豎井使用的水力壓裂法與附近發生的地震聯繫在一起。但是Ellsworth指出,這種有爭議的技術——利用高壓液體擊碎岩石釋放天然氣 ——從未引發超過3.6級的地震。他相信,並非水力壓裂法本身,而是將廢水再注入圍岩的處理過程,誘發了較大規模的地震數目的增加。

美國超過30000個此類的處理井中只有少部分似乎存在此類問題。van der Elst提到,找出哪一地區處於危險中的一個方法是觀察全世界範圍內大地震(8.0級及以上)後發生了什麼,例如近年來襲擊日本、智利和蘇門答臘島的大地震。

“這並不是一個十分簡單的方法。”美國優斯公司副總裁、地震學家Ivan Wong說,van der Elst的研究是具有開創性的。田納西州孟菲斯大學地震學家Stephen Horton表示,注射井可能至少以兩種不同的方式誘發地震。

在第三個研究中,科學家提供了一個用於評估在由工業過程所主導的地區誘發地震危險的模板。隨著社會對可再生能源依賴的增加,地熱能源正變成一種越來 越有吸引力的選擇。然而,生產地熱能源——即抽取熱流體並將廢水注射回地下——是否會誘發地震及所誘發地震的程度等問題,人們仍然不清楚。

加利福尼亞聖克魯茲分校地震物理學家Emily Brodsky分析了索爾頓湖地熱場的數據。在這裡,人們抽取了來自地球深處的水來給一系列發電機提供能量。Brodsky發現,能量生產中水流失的速率與地震發生率存在相關性。

Ellsworth建議,改進地震監測,並更全面地收集深部廢水注射數據,將有助於發現、甄別出易發生遠處觸發的地震區域。這些研究和分析能幫助提高對誘發地震事件的了解,並凸顯了改善地震監控的重要性,在表層下液體注入和抽取地區的地震監控尤為重要。

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