Снижение риска землетрясений, вызванных деятельностью человека

Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) и Федерального управления энергетики Швейцарии разработали стратегии для снижения сейсмического риска, связанного с геотермальной энергетикой, хранением CO₂ и другими видами человеческой деятельности, происходящей глубоко под землей. Их выводы опубликованы в журнале Geophysical Journal International.

Хотя большинство землетрясений имеют природное происхождение, некоторые из них — прямо или косвенно — спровоцированы деятельностью человека. Эти слабые толчки, известные как «индуцированная сейсмичность», являются одной из главных проблем для технологий глубокой геотермальной энергетики, хранения CO₂ и других процессов, связанных с закачкой газов и жидкостей под землю. В Швейцарии метод усиленной геотермальной стимуляции (EGS), предполагающий создание искусственного резервуара путем закачки жидкости в горячие сухие породы на глубине около 3 км, ранее вызывал землетрясения в Базеле (2006) и Санкт-Галлене (2013).

Исследователи исходили из предпосылки, что разломы более стабильны, а вероятность землетрясения снижается, когда дифференциальное напряжение (разница между максимальным и минимальным напряжениями) меньше. Для разных типов разломов они предложили различные стратегии. Например, для обратного разлома, где высоки горизонтальные напряжения, предлагается «тренировать» резервуар до начала основной стимуляции, закачивая холодную жидкость в течение как минимум 12 месяцев. Охлаждение породы приводит к её сжатию и снижению горизонтальных сил, что уменьшает дифференциальное напряжение. В случае же сбросового разлома, где доминируют вертикальные напряжения, закачка жидкости может, вопреки распространенному мнению, стабилизировать разлом, увеличивая горизонтальные напряжения и сокращая разрыв между ними и вертикальными.

«Понимание каждого возможного сценария и действия в соответствии с ним могут открыть путь для многообещающих практических применений», — отмечает соавтор работы Гюнтер Сиддики из Федерального управления энергетики Швейцарии. Исследование предоставляет важную информацию для промышленности, потенциально помогая разрабатывать способы снижения вероятности индуцированной сейсмичности.