Напряжения в земной коре определены без данных о землетрясениях

Ученые из Национальной лаборатории в Лос-Аламосе разработали метод определения ориентации механического напряжения в земной коре без использования данных о землетрясениях или бурения. Этот метод дешевле существующих подходов, может иметь широкое применение в геофизике и позволит получить информацию о континентальных регионах, лишенных исторических геологических данных.

Метод основан на измерении анизотропии нелинейной восприимчивости, вызванной напряжением. Породы становятся жестче при сжатии и мягче при растяжении, причем скорость этого отклика выше в направлении максимального горизонтального сжимающего напряжения. Измеряя эту скорость в разных ориентациях, можно определить направление максимального сжатия. Технику протестировали в двух различных геологических условиях: в северо-центральной Оклахоме, где наблюдается индуцированная сейсмичность, и в северо-центральной части Нью-Мексико, в районе континентального рифта.

Определение ориентации геофизического напряжения критически важно для оценки сейсмической опасности и оптимизации добычи нефти и газа. Например, при гидроразрыве пласта трещины открываются в направлении минимального горизонтального сжимающего напряжения, которое теперь можно определить до начала бурения. Традиционные методы, основанные на бурении глубоких скважин, дороги и дают лишь единичные точки данных.

«Мы использовали нелинейное упругое поведение горных пород и применили новую технику для мониторинга ориентации максимального горизонтального сжимающего напряжения в породах в частях Оклахомы и Нью-Мексико», — пояснил Эндрю Делори из Лос-Аламоса. Исследование было опубликовано в сентябре в журнале Nature Communications Earth & Environment.