Техника гидроразрыва пласта открывает перспективы для лучшего прогнозирования мега-землетрясений

Эксперимент пролил свет на то, как спорная человеческая деятельность, такая как гидроразрыв пласта (фрекинг), может вызывать небольшие землетрясения. Это может позволить лучше контролировать опасные технологии. Но что ещё важнее, он может стать способом прогнозирования крупных землетрясений и других природных опасностей.

Исследование рассматривало инъекцию жидкости на глубине 282 метра в известной геологической среде — меловых известняках осадочного бассейна на юго-востоке Франции. Учёные активировали естественный, но неактивный разлом с помощью высоконапорной закачки воды и наблюдали за последствиями с помощью современных приборов. Измерения позволили получить полное 3D-изображение динамики активированного разлома в реальном времени. Было обнаружено отсутствие ощутимых микроземлетрясений в течение большей части инъекции и 14-кратное увеличение проницаемости породы до начала сейсмического события, что устанавливает важный временной лимит для безопасной остановки закачки.

Результаты критически важны для понимания динамики разломов на малых глубинах и могут быть использованы промышленностью для улучшения методологии и учёта сейсмической опасности при фрекинге. Однако наибольшая значимость исследования — в фундаментальном понимании работы разломов в присутствии потоков флюидов. Это крайне актуально в больших масштабах, поскольку известно, что естественная инъекция горячих флюидов из мантии в зонах субдукции может быть фактором развития мега-землетрясений.

Эксперимент также показал, что лучшей альтернативой для мониторинга является асеисмическое ползучее смещение (крип) — смещение по разлому без землетрясений, которое начинается вскоре после инъекции. Оно является гораздо более ранним признаком движения разлома, чем микроземлетрясения. В природных условиях, при субдукции или рифтинге, такое ползучее смещение приводит к медленным землетрясениям, которые регистрировались непосредственно перед разрушительными мега-толчками, как, например, перед землетрясением Тохоку в Японии. Мониторинг этого явления может предоставить информацию для прогнозирования. Если учёным удастся масштабировать эти результаты на глубины и структуры, порождающие мега-землетрясения, ценность технологии изучения инъекции флюидов окажется гораздо выше экономических выгод от фрекинга.