Prace związane z odwiertami naftowymi czy szczelinowaniem gazu łupkowego mogą się przyczyniać się do występowania trzęsień ziemi nawet w regionach, które wcześniej nie były na nie podatne. To wina nie tyle samego wiercenia, co towarzyszącego mu odpompowywania wody do gruntu. Osłabia ono podziemne skały, które stają się niezwykle czułe nawet na niewielkie fale sejsmiczne pochodzące ze wstrząsów odległych o tysiące kilometrów.
O tym, że wypompowywanie wody związane z odwiertami może zwiększać lokalną aktywność sejsmiczną, wiadomo od dawna. Jednak nowe dowody wskazują, że wzrasta ryzyko występowania dość silnych wstrząsów, o magnitudzie 4 lub 5, stanowiących rodzaj echa dużych trzęsień ziemi na obszarach odległych nawet o tysiące kilometrów.
Wstrząsy jak echo trzęsień
Naukowcy przekonują, że narażone na to są miejsca przeprowadzania odwiertów - takie jak elektrownie geotermalne, rejony wydobywania ropy naftowej czy szczelinowania gazu łupkowego. Przyczyną tego zjawiska jest towarzyszące tym pracom odpompowywanie wody w głąb ziemi.
To wnioski z badań opublikowanych w czasopiśmie "Science". Wykazały one, że duże trzęsienia ziemi z ostatnich lat - w Chile w 2010 r., w Japonii w 2011 r. i na Sumatrze w 2012 r. - wywoływały wstrząsy w centralnych rejonach Stanów Zjednoczonych, właśnie w okolicach miejsc iniekcji do gruntu wody z odwiertów. Najsilniejsze z tych wstrząsów w USA miały siłę 5,7 w skali Richtera. W ich wyniku runęło 14 domów, a dwie osoby zostały ranne.
Rosnące ciśnienie, słabsze skały
Prof. Emily Brodsky, która prowadziła badania trzęsień ziemi w rejonie elektrowni geotermalnej w Kalifornii, powiedziała, że istnieje wyraźny związek między ilością wody z odwiertów wstrzykiwanej do podłoża a liczbą trzęsień ziemi. Analizy, jakie jej zespół przeprowadził w kalifornijskiej elektrowni, wykazały, że wpompowanie do gruntu średnio 2273 l wody miesięcznie prowadzi do występowania wstrząsów średnio co 11 dni.
Wiąże się to z osłabieniem podziemnych uskoków przez zwiększenie ciśnienia płynu. Wtrysk wody pobudza powstawanie pęknięć w skałach, co czyni je podatnymi na skutki trzęsień ziemi o epicentrach oddalonych nawet o tysiące kilometrów. Dlatego miejsca, gdzie odwierty, którym towarzyszy pompowanie wody do gruntu, były prowadzone przez długi czas - 10 bądź więcej lat - stają się coraz bardziej podatne na silne wstrząsy wywołane trzęsieniami ziemi występujących w innych częściach świata.
Naukowcy: analizować ilość płynów
- Gdy mamy bardzo duże trzęsienia ziemi, fale sejsmiczne podróżują po całym świecie. Nawet jeśli są małe, gdy docierają na drugą stronę świata, nadal wstrząsają uskokami. Może to pobudzić procesy sejsmiczne w aktywnych pod tym względem obszarach, takich jak wulkany, w których istnieje już wysokie ciśnienie płynu. Ale dopiero teraz to samo zostało stwierdzone na terenach, gdzie ciśnienie płynów wzrosło na skutek działalności ludzkiej - wyjaśnił jeden ze współautorów badania Nicholas van der Elst.
Naukowcy na razie nie uważają za konieczne całkowitego wstrzymania wypompowywania wody do gruntu w miejscach prowadzenia odwiertów. Prof. Brodsky sugeruje natomiast, że w każdej z takich lokalizacji powinno się prowadzić uważne obserwacje i analizy, żeby móc określić szanse na wystąpienie tam trzęsień ziemi.
- Żeby w tym pomóc, naukowcy muszą być w stanie powiedzieć operatorom, jakie ilości wody mogą wpompować do ziemi w konkretnym miejscu i ile trzęsień ziemi to może wywołać - powiedziała prof. Brodsky. - Problemem jest to, że możemy tylko przewidzieć, ile trzęsień nastąpi, ale ich siły juz nie - przyznała jednak.
Autor: js/ja / Źródło: guardian.co.uk
Źródło zdjęcia głównego: Shutterstock