03 декември 2022
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Земетресения, причинени от промишлени дейности. Какви са рисковете и как могат да бъдат намалени

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 15 септември 2022 в 00:01 28860
Отпадъчните води, инжектирани в подземен слой на резервоар, пресечен от разлом, предизвикват земетресение. Разкъсването на земетресението става по-голямо заради зоната под налягане от инжектиране на вода. Кредит: Galis et al., and Thomas Willard/Caltech Graphic Resources

На 3 септември 2016 г. земетресение с магнитуд 5,8 е усетено северозападно от град Пауни, Оклахома, причинявайки умерени до сериозни щети в сгради близо до епицентъра. Това земетресение е най-голямото, регистрирано някога в щата.

Земетресението в Пауни последва драматичното нарастване на сеизмичните събития в централните Съединени щати в началото на 2009 г., свързано с увеличаването на подземното изхвърляне на отпадъчни води от нефтени и газови оператори. Това и други събития в района предизвикват обществена загриженост и правителствените агенции затварят инжекционните кладенци и въвеждат нови разпоредби относно инжектирането на отпадъчни води.

Макар земетресенията, причинени от човека, да са документирани от повече от век, техният нарастващ брой, докладван в световен мащаб, привлича голямо научно, социално и политическо внимание. Такива земетресения са свързани с промишлени дейности като минно дело, изграждане на язовири, инжектиране на течности като отпадъчни води и въглероден диоксид и добив, свързан с експлоатацията на нефт и газ.

С непрекъснато нарастващото търсене на енергия и минерални доставки в световен мащаб се очаква броят на земетресенията, причинени от човека, да нарасне през следващите години. Някои от най-големите и по-разрушителни земетресения от последните няколко години са свързани с дейности, причинени от човека, като земетресението от 2008 г. с магнитуд 7,9 по Рихтер в Уенчуан (Китай) и земетресението от 2015 г. с магнитуд 7,8 в Непал.

В повечето случаи промишлените дейности не предизвикват земетресения. Но това става проблематично, когато такива дейности са близо до активни разломи. В този случай дори малки напрежения под земята, причинени от дейности, причинени от човека, могат да дестабилизират разломите, предизвиквайки земетресения.

Неправилно инжектиране на течности

Такива напрежения, предизвикани от инжектиране на течности, могат да мигрират на дълги разстояния в планетарната кора и да предизвикат земетресения дни, месеци или дори години след инжектирането.

Горната фигура показва, че тъй като налягането на флуида в горната част на кладенеца Базел 1 (лилава линия) се увеличава по време на инжектирането, индуцираната сеизмичност също се увеличава (синьозелените стълбове). В долната фигура е показано средното квадратно разстояние на предизвиканите земетресения от кладенеца, което показва сложното разпространение на сеизмичността от кладенеца във времето. Най-големите земетресения (с магнитуд по-голям от 3, са показани със звезди) са настъпили след края на инжектирането. Кредит: Keystone/Georgios Kefalas/Giorgos Michas

Сондажна площадка в град Базел, Швейцария. Кредит: Keystone/Georgios Kefalas/Giorgos Michas

Тези проблеми, заедно с обичайната липса на познания за точния стрес и условията на разломи под земята, правят подобни земетресения трудни за прогнозиране или управление.

В Европа, където гъстотата на населението е по-висока от тази в Съединените щати, обществената загриженост относно предизвиканите от човека земетресения е по-голяма. В добре известния случай на Базел, Швейцария през 2006 г.,  са били инжектирани приблизително 11 500 кубически метра вода под високо налягане в 5-километров дълбок кладенец, за да стане възможно извличането на геотермална енергия. По време на фазата на инжектиране са предизвикани повече от 10 000 земетресения, включително някои силни, усетени в самия Базел. Това причини  масово възмущение и гняв, което води в крайна сметка до прекратяване на проекта и до над 9 милиона долара за искове за щети.

Работа на природата

В Южна Европа, която има по-висок риск от естествени земетресения, обществената толерантност към индуцирани земетресения, дължащи се на промишлени дейности, е още по-ограничена. Смъртоносната поредица от земетресения в Емилия (Италия) през 2012 г. се превърна в тема на продължителен обществен дебат и политическа дискусия, основана на близостта на епицентровете на земетресението до петролно поле.

Италианското правителство създава международен комитет за разследване и въпреки че не е установена недвусмислена връзка между регионалната сеизмичност и добива на петрол, такава също не бе и изключена. Други изследвания заключават, че земетресенията са естествено събитие.

Друг скорошен случай е този на проекта Castor, подземно офшорно (крайбрежно) съоръжение за съхранение на газ в залива на Валенсия, Испания. Проектът на стойност 2 милиарда щатски долара бе прекратен от испанското правителство през 2014 г. след изблик на регионална сеизмичност веднага след започването на операциите по впръскване на газ и последвалия обществен натиск.


Европейска карта на сеизмичната опасност на база пиково земно ускорение за 90% вероятност в рамките на 50 години. От данни в Grünthal et al. (1999b).

Горната европейска карта на сеизмичните опасности показва най-сеизмично опасните зони в Европа, измерени чрез пиковото земно ускорение (PGA), което може да се очаква по време на земетресение, с 10% вероятност да бъде достигнато или превишено за 50 години. Зеленото показва сравнително ниски стойности на опасност на PGA под 0,1 g; жълто до оранжево показват умерена опасност, между 0,1 до 0,25 g; и червено идентифицира зони с висока степен на опасност с PGA над 0,25.

Предстоящите предизвикателства

Предишните случаи илюстрират някои от предстоящите предизвикателства, пред които трябва да се изправят учените, които трябва да правят оценка на предизвиканите от човека земетресения. Способността да се прави разлика между природни и предизвикани от човека земетресения може да бъде трудна или дори невъзможна, особено в сеизмично активни региони, докато в други случаи рискът, свързан с промишлените дейности, е значително подценен. Подобни проблеми поставят нови предизвикателства за намаляване на риска и икономически растеж, особено в сеизмично активни региони като Южна Европа.

За значително намаляване на такива опасности са необходими разпоредби, които включват моделиране на опасностите, както и оценка преди и по време на промишлената дейност, която може да смути регионалните полета на напрежение. Такива разпоредби бяха издадени наскоро в Северна Америка, включително Калифорния, Оклахома, Охайо и Тексас, както и в Канада. В Европа ЕС все още не е издал подобни разпоредби, но са представени насоки в някои страни, които са претърпели индуцирани земетресения, включително Нидерландия, Швейцария, Великобритания, Германия, Франция и Италия.

Освен това трябва да бъдат представени и комуникационни кампании, които ще информират обществеността за икономическите ползи и рисковете, които подобни индустриални операции могат да носят. Такива мерки ще осигурят ефективното смекчаване на свързания риск и устойчивостта на индустриалния проект.

Авторът Георгиос Михас (Georgios Michas) е постдокторантски научен сътрудник, Технологичен образователен институт на Крит.

Създаден през 2007 г., Axa Research Fund подкрепя повече от 500 проекта по целия свят, провеждани от изследователи от 51 страни. За да научите повече за работата на Георгиос Михас, посетете специалния сайт.

Тази статия първоначално е публикувана в The Conversation. Прочетете оригиналната статия.The Conversation


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Науки за Земята
15 ноември 2022 в 00:012
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.