Разрушение в провинции Сычуань после землетрясения 2008 Wenchuan, которое, как полагают, вызвано промышленной деятельностью в близлежащем водохранилище. dominiqueb / Flickr

Люди знали, что мы можем вызвать землетрясения, прежде чем мы узнаем, каковы они. Как только люди начали выкапывать минералы из земли, камнепады и разрушения туннелей, должно быть, стали признанными опасностями.

Сегодня землетрясения, вызванные людьми, происходят в гораздо большем масштабе. События за прошедшее столетие показали, что добыча полезных ископаемых является лишь одним из многих видов промышленной деятельности, которые могут вызвать землетрясения, достаточно большие, чтобы нанести значительный урон и смерть. Заполнение водохранилищ за плотинами, добыча нефти и газа и производство геотермальной энергии - это лишь некоторые из современных видов промышленной деятельности, которые, как говорят, вызывают землетрясения.

Поскольку все больше и больше видов промышленной деятельности были признаны потенциально сейсмогенными, нефтедобывающая компания Nederlandse Aardolie Maatschappij BV, базирующаяся в Нидерландах, поручила нам провести всеобъемлющий глобальный обзор всех антропогенных землетрясений.

Наша работа собрала богатую картину из сотен лобзиков, разбросанных по всей национальной и международной научной литературе многих стран. Явная широта промышленной активности, которую мы обнаружили потенциально сейсмогенной, стала неожиданностью для многих ученых. По мере роста масштабов промышленности растет и проблема индуцированных землетрясений.

Кроме того, мы обнаружили, что, поскольку небольшие землетрясения могут вызвать большие, промышленная деятельность имеет потенциал, в редких случаях, вызывать чрезвычайно большие, разрушительные события.

Как люди вызывают землетрясения

В рамках нашего обзора мы собрали базу данных по случаям, которая, насколько нам известно, была составлена ​​в полном объеме. В январе 28 мы публиковать эту базу данных, Мы надеемся, что он будет информировать граждан об этом предмете и стимулировать научные исследования того, как справиться с этим очень новым вызовом человеческой изобретательности.

Наше исследование показало, что активность, связанная с горнодобывающей деятельностью, составляет наибольшее количество случаев в нашей базе данных.

Первоначально технология добычи была примитивной. Мины были небольшими и относительно неглубокими. Коллапс событий был бы незначительным - хотя это могло бы быть немного комфорта для всех, кто попал в один.

Но современные мины существуют в совершенно ином масштабе. Драгоценные минералы извлекаются из шахт, которые могут находиться на глубине более двух миль или простираться на несколько миль от океана под океанами. Общее количество удаляемой горной породы во всем мире составляет несколько десятков миллиардов тонн в год. Это вдвое больше, чем 15 лет назад, и он снова удваивается в течение следующего 15. Между тем большая часть угля, который подпитывает индустрию в мире, уже исчерпана из мелких слоев, а мины должны становиться все больше и глубже, чтобы удовлетворить спрос.

По мере расширения шахт землетрясения, связанные с землей, становятся все более частыми. Повреждения и смертельные случаи тоже увеличиваются. Сотни смертей произошли в угольных и минеральных рудниках за последние несколько десятилетий в результате землетрясений до величины 6.1, которые были вызваны.

Другие виды деятельности, которые могут вызвать землетрясения, включают возведение тяжелых надстроек. Здание 700-megaton Taipei 101Выросший на Тайване в 1990, был обвинен в увеличении частоты и размеров близлежащих землетрясений.

С начала XIVXX века было ясно, что заполнение крупных водохранилищ может вызвать потенциально опасные землетрясения. Это стало трагическим фокусом в 20, когда всего через пять лет после того, как было заполнено резервуар Koyna длиной в 1967-милю в западной Индии, землетрясение магнитудой 6.3, убивая людей по крайней мере 180 и нанося ущерб плотине.

В течение следующих десятилетий продолжающаяся циклическая активность землетрясений сопровождалась повышением и падением годового цикла уровня коллектора. Землетрясение, превышающее величину 5, происходит там в среднем каждые четыре года. В нашем отчете было установлено, что на сегодняшний день некоторые водохранилища 170 во всем мире, как сообщается, вызвали землетрясение.

Производство нефти и газа было связано с несколькими разрушительными землетрясениями в диапазоне 6 в Калифорнии. Эта отрасль становится все более сейсмогенной, поскольку нефтегазовые месторождения истощаются. В таких областях, помимо удаления массы путем производства, также вводятся жидкости для промывки последнего из углеводородов и утилизации больших количеств соленой воды, которые сопровождают производство в исчезающих полях.

Относительно новая технология в нефти и газе - это гидравлическое разрыхление сланцевого газа или трещиноватость, которая по самой своей природе порождает небольшие землетрясения, как трещины рудника. Время от времени, это может привести к землетрясению большей величины если впрыскиваемые жидкости протекают в неисправность, которая уже усиливается геологическими процессами.

Наибольшее землетрясение, связанное с землетрясением, которое до сих пор сообщалось, произошло в Канаде с величиной 4.6. В Оклахоме одновременно осуществляются многочисленные процессы, включая добычу нефти и газа, удаление сточных вод и отходы. Там землетрясения величиной 5.7 грохотали небоскребы, которые были установлены задолго до того, как ожидалась такая сейсмичность. Если такое землетрясение будет вызвано в Европе в будущем, это можно почувствовать в столицах нескольких стран.

Наши исследования показывают, что производство геотермального пара и воды связано с землетрясениями до величины 6.6 на месторождении Серро Прието, Мексика. Геотермальная энергия не возобновляется естественными процессами на шкале времени жизни человека, поэтому воду необходимо перестроить под землей, чтобы обеспечить непрерывное снабжение. Этот процесс представляется еще более сейсмогенным, чем производство. Существует множество примеров землетрясений, сопровождающих впрыскивание воды в скважины, например, в Гейзерс, Калифорния.

Другие материалы, закачиваемые под землей, включая углекислый газ и природный газ, также вызывают сейсмическую активность. Недавний проект по хранению 25 процентов потребностей Испании в природном газе на старом заброшенном месторождении на шельфе привел к немедленному началу активной активности землетрясений с событиями до величины 4.3. Угроза, связанная с этой угрозой общественной безопасности отказ от этого проекта US $ 1.8 млрд..

Что это значит для будущего

В настоящее время землетрясения, вызванные крупными промышленными проектами, больше не встречаются с неожиданностью или даже отрицанием. Напротив, когда происходит событие, тенденция может заключаться в том, чтобы винить промышленный проект. В 2008 землетрясение в диапазоне величины 8 поразило префектуру Нгава, Китай, убив людей 90,000, разрушив города 100 и разрушив дома, дороги и мосты. Внимание быстро обратилось к близлежащей плотине Ципингу, резервуар которой был заполнен всего несколько месяцев назад, хотя связь между землетрясением и водохранилищем еще не доказана.

Ученые считают, что минимальное количество стрессовой нагрузки, необходимой для того, чтобы вызвать землетрясения, неуклонно снижается. Великая плотина Трех ущелий в Китае, которая в настоящее время извлекает 10 кубических миль воды, уже связана с землетрясениями величиной до 4.6 и находится под тщательным наблюдением.

Ученым сейчас представлены некоторые захватывающие проблемы. Землетрясения могут вызвать «эффект бабочки»: небольшие изменения могут иметь большое влияние. Таким образом, не только множество действий человека загружают земную кору со стрессом, но только крошечные дополнения могут стать последней каплей, которая ломает спину верблюда, ускоряя большие землетрясения, которые освобождают накопленный стресс, нагруженный геологическими разломами на протяжении веков геологических процессов. Независимо от того, будет ли этот стресс выпущен естественным образом в результате землетрясения, это сложный вопрос.

Землетрясение в диапазоне величины 5 высвобождает столько энергии, сколько атомная бомба упала на Хиросиму в 1945. Землетрясение в диапазоне величины 7 выделяет столько энергии, сколько наибольшее ядерное оружие, которое когда-либо проверялось, тест Царской Бомбы, проведенный Советским Союзом в 1961. Риск возникновения таких землетрясений крайне мал, но последствия, если это произойдет, чрезвычайно велики. Это создает проблему здоровья и безопасности, которая может быть уникальной в промышленности для максимального размера катастрофы, которая могла бы, теоретически, возникать. Однако редкие и разрушительные землетрясения - это факт жизни на нашей динамичной планете, независимо от того, существует ли человеческая деятельность.

Наша работа показывает, что единственным основанным на фактических данных способом ограничить размер потенциальных землетрясений может быть ограничение масштаба самих проектов. На практике это будет означать более мелкие шахты и резервуары, меньше полезных ископаемых, нефть и газ, извлеченные из месторождений, более мелкие скважины и более мелкие объемы. Необходимо установить баланс между растущей потребностью в энергии и ресурсах и уровнем риска, приемлемым в каждом отдельном проекте.

Об авторе

Джиллиан Фолджер, профессор геофизики, Durham University; Джон Глюяс, Durham University, и Майлз Уилсон, доктор философии. Студент кафедры наук о Земле, Durham University

Эта статья изначально была опубликована в Беседа, Прочтите оригинал статьи.

Книги по этой теме

at Внутренний рынок самовыражения и Amazon