Небольшие землетрясения на участках гидроразрыва могут быть ранними индикаторами более сильных толчков

Геоученые из Стэнфорда разработали способ обнаружения тысяч слабых, ранее не регистрируемых землетрясений, вызванных гидравлическим разрывом пласта (ГРП). Согласно новому исследованию, этот метод можно использовать для мониторинга сейсмической активности на объектах ГРП, чтобы помочь снизить вероятность более сильных, потенциально опасных землетрясений.

«Эти небольшие землетрясения могут действовать как канарейки в угольной шахте, — сказал соавтор исследования Уильям Эллсворт, профессор геофизики. — Когда они происходят, их следует рассматривать как предостерегающие индикаторы подземных условий, которые могут привести к более крупным землетрясениям». В октябре 2010 года жители близ газового месторождения в Арканзасе ощутили землетрясение магнитудой 4, за которым в феврале 2011 года последовали два более сильных афтершока. Ученые связывают эти события с закачкой сточных вод с участков ГРП в глубокие подземные скважины.

Используя разработанный алгоритм анализа данных, основанный на распознавании паттернов сейсмичности, команда провела ретроспективный анализ активности в Арканзасе до события магнитудой 4. Применив алгоритм к данным за период с 1 июня по 1 сентября 2010 года, исследователи обнаружили более 14 000 мелких, ранее не зарегистрированных землетрясений. Сравнение с данными по закачке жидкостей показало, что большинство из них были прямым результатом операций ГРП на 17 из 53 добывающих скважин, а не закачки сточных вод, как предполагалось ранее.

Многие вызванные ГРП землетрясения оказались сильнее и продолжительнее ожидаемого. Хотя обычно такие толчки не превышают магнитуды 0, в исследовании наблюдались события магнитудой 1 (в 31 раз сильнее) и даже выше 2 (в 1000 раз сильнее). Некоторые продолжались неделями после окончания работ и происходили далеко от скважины. «Когда землетрясения во время операций ГРП больше ожидаемых и сохраняются неделями, это указывает на высокий уровень напряжений в этой области, — пояснил Эллсворт. — Разломы под высоким напряжением нестабильны и могут соскользнуть, вызвав более крупные землетрясения». Ученые предлагают использовать алгоритм для непрерывного мониторинга, чтобы принимать информированные решения, снижающие риск сильных землетрясений.