Исследование связывает гидроразрыв пласта с еще одним типом землетрясений

Новое исследование подтверждает, что гидроразрыв пласта (фрекинг) вызывает медленные слабые землетрясения или треморы, происхождение которых ранее оставалось загадкой для ученых. Эти треморы порождаются теми же процессами, которые потенциально могут создавать крупные разрушительные землетрясения.

Гидроразрыв — это закачка жидкостей под высоким давлением в недра для добычи нефти и природного газа. Хотя обычно для этого используется сточная вода, данное исследование анализировало данные по фрекингу с применением жидкого диоксида углерода. Этот процесс закачивает углерод под землю и предотвращает его удержание тепла в атмосфере Земли.

По некоторым оценкам, фрекинг с CO₂ может сохранять в недрах столько же углерода ежегодно, сколько производят один миллиард солнечных панелей. Использование жидкого CO₂ гораздо более экологично, чем сточной воды, которая не улавливает углерод из атмосферы.

Поскольку в этом исследовании рассматривается процесс, который захоранивает углерод под землей, могут быть положительные последствия для устойчивого развития и климатической науки, — заявил Абхиджит Гхош, доцент геофизики в Калифорнийском университете в Риверсайде и соавтор исследования в журнале Science.

Однако, поскольку диоксид углерода является жидкостью, результаты этого исследования почти наверняка применимы и к фрекингу с водой, отметил Гхош. Оба процесса, вероятно, вызывают треморы.

На сейсмограмме обычные землетрясения и треморы выглядят по-разному. Крупные толчки вызывают резкие скачки с импульсами высокой амплитуды. Треморы более плавные, они медленно поднимаются над фоновым шумом с гораздо меньшей амплитудой и так же медленно затухают.

Ранее среди сейсмологов велись споры об источнике треморов. В то время как одни статьи утверждали, что сигналы треморов исходят от крупных землетрясений, происходящих за тысячи миль, другие считали, что это может быть шум, создаваемый деятельностью человека, например движением поездов или промышленного оборудования.

Чтобы определить их происхождение, исследователи использовали сейсмометры, установленные вокруг площадки гидроразрыва в Веллингтоне, штат Канзас. Данные охватывали весь шестимесячный период закачки, а также месяц до и месяц после инъекций. После отсеивания фонового шума команда показала, что оставшиеся сигналы генерировались под землей и появлялись только во время закачки жидкости.

Уже некоторое время известно, что фрекинг может вызывать более крупные землетрясения. Чтобы предотвратить скольжение разломов под землей и возникновение таких землетрясений или треморов, одним из вариантов было бы прекращение гидроразрыва. Поскольку это маловероятно, важно контролировать эти виды деятельности, чтобы понимать, как они деформируют породы, и отслеживать движение жидкостей после закачки.

Могут проводиться и проводятся модельные эксперименты, чтобы помочь компаниям определить пределы давления закачки жидкости, которые не следует превышать. Соблюдение этих ограничений помогает гарантировать, что жидкости не будут мигрировать к крупным подземным разломам, провоцируя разрушительную сейсмическую активность. Однако не все разломы нанесены на карты.