Bilim insanları gizemli depremlerin kaynağını keşfetti

Yeni araştırmalar, daha önce açıklanamayan yavaş, küçük depremlerden veya sarsıntılardan hidrolik kırılmanın sorumlu olduğunu doğruladı. Sarsıntılar, büyük, zarar verici depremleri tetikleyebilen aynı süreçler tarafından üretilir.

Hidrolik kırma, petrol ve doğal gaz çıkarmak için yeraltına sıvıların güçlü bir şekilde enjekte edilmesini içerir. Tipik olarak atık su kullanılarak gerçekleştirilirken, bu özel araştırmada sıvı karbondioksit kullanıldığında elde edilen sonuçlara bakıldı. Bu yöntem, karbonu Dünya’nın daha derinlerine iter ve atmosferdeki ısının korunmasına katkıda bulunmasını engeller.

Bazılarıyla TahminlerKarbondioksitin parçalanması, yılda bir milyar güneş paneli kadar karbon tasarrufu sağlayabilir. Fracking işleminin atık su ile karşılaştırıldığında sıvı karbondioksit kullanılarak yapılması, karbonu atmosferin dışında tutmayan çevre açısından faydalıdır.

Riverside’daki Kaliforniya Üniversitesi’nde jeofizik alanında yardımcı doçent olan ve çalışmanın ortak yazarlarından Abhijit Ghosh, “Bu çalışma yeraltındaki karbon tutulması sürecini incelediği için, sürdürülebilirlik ve iklim bilimi açısından olumlu sonuçlar doğurabilir” dedi. dergi. Bilimler.

Ghosh, karbondioksitin bir sıvı olması nedeniyle bu çalışmanın sonuçlarının su ile hidrolik kırma için neredeyse kesinlikle geçerli olduğunu söyledi. Her ikisinin de titremeye neden olması muhtemeldir.

Sismografta depremler ve düzenli sarsıntılar farklı görünür. Büyük depremler, yüksek genlikli darbelere sahip keskin sarsıntılara neden olur. Sarsıntılar daha hafiftir, arka plandaki gürültünün üzerine çok daha düşük bir genlikle yavaşça yükselir, sonra yavaş yavaş azalır.

Teksas, Alvarado yakınlarında kaya gazı sondaj platformu (kırma). Kredi bilgileri: Loadmaster (David R. Tribble)

Ghosh, “Artık bu sarsıntıları hidrolik kırılmadan kaynaklanan sıvıların hareketini izlemek ve sıvı enjeksiyonundan kaynaklanan arızaların hareketini izlemek için kullanabildiğimiz için mutluyuz” dedi.

Daha önce depremlerin kaynağı konusunda sismologlar arasında tartışmalar yaşanıyordu. Bazı makaleler sarsıntı sinyallerinin binlerce kilometre uzakta meydana gelen büyük depremlerden kaynaklandığını iddia ederken, diğerleri bunların trenlerin veya endüstriyel makinelerin hareketi gibi insan faaliyetlerinden kaynaklanan gürültüden kaynaklanabileceğini düşünüyordu.

Ghosh, “Sismograflar akıllı değil. Yakınlarda bir kamyonu sürebilirsiniz veya ayağınızla tekmeleyebilirsiniz, o da o titreşimi kaydeder” dedi. “Bu nedenle sinyallerin bir kamyonla ilgili olup olmadığından bir süre emin olamadık.” sıvı enjeksiyonu.”

Kaynağını belirlemek için araştırmacılar, Wellington, Kansas’taki bir hidrolik kırılma sahasının etrafına yerleştirilmiş sismometreleri kullandılar. Veriler, altı aylık hidrolik kırma enjeksiyon periyodunun tamamının yanı sıra enjeksiyondan bir ay önce ve bir ay sonrasını kapsıyordu.

Arka plan gürültüsünü ortadan kaldırdıktan sonra ekip, geri kalan sinyallerin yeraltında üretildiğini ve yalnızca sıvı enjeksiyonu sırasında ortaya çıktığını gösterdi. Ghosh, “Enjeksiyondan önce veya sonra titreme tespit etmedik, bu da titremelerin enjeksiyonla ilgili olduğunu gösteriyor” dedi.

Hidrolik kırılmanın daha büyük depremlere neden olabileceği bir süredir bilinmektedir. Arızaların yeraltına kaymasını ve sarsıntılara neden olmasını önlemek için seçeneklerden biri hidrolik kırılmayı durdurmaktır. Bu pek olası olmadığından Ghosh, kayaların nasıl deforme olduğunu anlamak ve enjeksiyondan sonra sıvıların hareketini takip etmek için bu faaliyetleri izlemenin önemli olduğunu söylüyor.

Firmaların hangi sıvı enjeksiyon basınçlarının aşılmaması gerektiğini belirlemelerine yardımcı olmak için modelleme deneyleri yapılabilir. Bu sınırlar içinde kalmak, sıvıların büyük yer altı faylarına doğru hareket ederek zararlı sismik faaliyetlere yol açmamasını sağlamaya yardımcı olur. Ancak tüm hatalar düzeltilmez.

Ghosh, “Bu tür deneyleri ancak bir hatanın mevcut olduğunu bildiğimizde modelleyebiliriz. Bilmediğimiz hataların olması mümkündür ve bu durumlarda ne olacağını tahmin edemeyiz” dedi.

Referans: Shanku Neogi, Abhijit Ghosh, Abhash Kumar ve Richard W. Hammack, 3 Ağustos 2023, “Sıvı enjeksiyonu sırasındaki titreşim sinyalleri fay kaymasıyla üretilir”, Bilimler.
doi: 10.1126/science.adh1331