Jordbävningar som utlöses av människor utgör växande risk

jordbävningar3 2 2

Förödelse i provinsen Sichuan efter jordbävningen 2008 Wenchuan, trodde att den inducerades av industriell verksamhet vid en närliggande reservoar. dominiqueb / flickr

Folk visste att vi kunde framkalla jordbävningar innan vi visste vad de var. Så snart människor började gräva mineraler ur marken måste stenfall och tunnelkollaps ha blivit igenkända faror.

Idag uppstår jordbävningar som orsakas av människor i mycket större skala. Händelser under förra seklet har visat att gruvdrift bara är en av många industriella aktiviteter som kan orsaka jordbävningar tillräckligt stor för att orsaka betydande skador och död. Fyllning av vattenreservoar bakom dammar, extraktion av olja och gas samt produktion av geotermisk energi är bara några av de moderna industriella aktiviteterna som visar sig orsaka jordbävningar.

Eftersom fler och fler typer av industriell verksamhet erkändes vara potentiellt seismogen, uppmanade Nederlandse Aardolie Maatschappij BV, ett olje- och gasbolag baserat i Nederländerna, att göra en omfattande global översyn av alla mänskliga inducerade jordbävningar.

Vårt arbete samlade en rik bild från hundratals pusselbitar spridda genom nationell och internationell vetenskaplig litteratur i många nationer. Den stora bredden av industriell verksamhet som vi visade sig vara potentiellt seismogen kom som en överraskning för många forskare. När industriens omfattning växer, ökar också problemet med inducerade jordbävningar.

Dessutom fann vi att, eftersom små jordbävningar kan utlösa större, har industriell verksamhet i sällsynta fall potential att inducera extremt stora skadliga händelser.

Hur människor orsakar jordbävningar

Som en del av vår översyn samlade vi en databas av fall som enligt vår uppgift är fullt utarbetad. På Jan. 28 ska vi Släpp denna databas offentligt. Vi hoppas att det kommer att informera medborgarna om ämnet och stimulera vetenskaplig forskning om hur man hanterar denna väldigt nya utmaning för mänsklig uppfinningsrikedom.


Få det senaste från InnerSelf


Vår undersökning visade att gruvrelaterad verksamhet står för det största antalet fall i vår databas.

jordbävningar 2 2Ursprungligen var gruvteknik primitiv. Minor var små och relativt grunda. Kollaps händelser skulle ha varit mindre - men det kan ha varit lite tröst för någon som fångats i en.

Men moderna gruvor finns i en helt annan skala. Ädla mineraler extraheras från gruvor som kan vara över två miles djupa eller sträcka sig flera miles offshore under oceanen. Den totala mängden bergarter som avlägsnas av gruvdrift över hela världen uppgår nu till flera tiotals miljarder ton per år. Det är dubbelt vad det var 15 år sedan - och det är inställt att dubbla igen över nästa 15. Under tiden har mycket av kolet som bränner världens industri redan uttömt från grunda lager, och gruvorna måste bli större och djupare för att tillfredsställa efterfrågan.

När gruvorna utökas blir gruvrelaterade jordbävningar större och mer frekventa. Skada och dödsfall också, skala upp. Hundratals dödsfall har inträffat i kol- och mineralgruvor under de senaste decennierna som ett resultat av jordbävningar upp till magnitud 6.1 som har inducerats.

Andra aktiviteter som kan orsaka jordbävningar innefattar uppförande av tunga överbyggnader. De 700-megaton Taipei 101-byggnaden, uppvuxen i Taiwan i 1990, skylles för ökande frekvens och storlek på närliggande jordbävningar.

Sedan det tidiga 20-talet har det varit klart att påfyllning av stora vattenreservoarer kan orsaka potentiellt farliga jordbävningar. Detta kom till en tragisk inriktning i 1967 när, bara fem år efter att den 32-mil långa Koyna-reservoaren i västra Indien fylldes, en magnitude 6.3 jordbävning slog, dödar minst 180-personer och skadar dammen.

Under de följande årtiondena, fortsätter den pågående cykliska jordbävningsaktiviteten att följa och faller i den årliga reservoarnivåcykeln. Ett jordbävning större än magnitud 5 uppträder där i genomsnitt vart fjärde år. Vår rapport visar att hittills har några 170-reservoarer världen över rapporterat att jordbävningsaktivitet har orsakats.

jordbävningar2 2 2Produktionen av olja och gas var inblandad i flera destruktiva jordbävningar i magnitud 6-serien i Kalifornien. Denna bransch blir alltmer seismogen eftersom olje- och gasfält blir utarmade. I sådana fält injiceras förutom massavlägsnande vid produktion också vätskor för att spola ut de sista kolvätena och förfoga över de stora mängder saltvatten som åtföljer produktionen i utgående fält.

En relativt ny teknik inom olja och gas är skiffer-gas hydraulisk frakturering, eller fracking, vilket i sin natur genererar små jordbävningar som bergfrakturer. Ibland, Detta kan leda till jordbävning i större skala om de injicerade vätskorna läcker in i ett fel som redan är stressat av geologiska processer.

Den största frackingrelaterade jordbävningen som hittills har rapporterats har skett i Kanada, med en storleksordning av 4.6. I Oklahoma är flera processer på gång samtidigt, inklusive olje- och gasproduktion, avfallsdeponering och fracking. Där har jordbävningar så stora som magnitud 5.7 skrynkrat skyskrapor som byggdes länge innan sådan seismicitet förväntades. Om ett sådant jordbävning induceras i Europa i framtiden kan det kännas i huvudstäderna i flera nationer.

Vår forskning visar att produktionen av geotermisk ånga och vatten har förknippats med jordbävningar upp till magnitud 6.6 i Cerro Prieto Field, Mexiko. Geotermisk energi kan inte förnyas genom naturliga processer på tidsplanen för en mänsklig livstid, så vatten måste reinjiceras under jord för att säkerställa en kontinuerlig tillförsel. Denna process verkar vara ännu seismogen än produktion. Det finns många exempel på jordbävsvarmer som åtföljer vatteninsprutning i borrhål, till exempel vid Geysers, Kalifornien.

Andra material som pumpas under jord, inklusive koldioxid och naturgas, orsakar också seismisk aktivitet. Ett nyligen genomfört projekt för att lagra 25-procenten av Spaniens krav på naturgas i ett gammalt övergiven oljefält på offshore resulterade i omedelbar inledning av kraftig jordbävningsaktivitet med händelser upp till storleksordning 4.3. Det hot som detta innebar för allmän säkerhet krävde övergivande av detta US $ 1.8 miljarder projekt.

Vad detta betyder för framtiden

Nuförtiden möter jordbävningar som orsakas av stora industriprojekt inte längre överraskning eller till och med förnekelse. Tvärtom, när en händelse inträffar, kan tendensen vara att leta efter ett industriprojekt att skylla på. I 2008 slog ett jordbävning i magnitud 8-serien Ngawa prefekturen i Kina och dödade om 90,000-människor, förödande över 100-städer och kollapsade hus, vägar och broar. Uppmärksamhet vände sig snabbt till den närliggande Zipingpu-dammen, vars reservoar hade fyllts några månader tidigare, även om länken mellan jordbävningen och reservoaren ännu inte bevisats.

Minsta mängd stressbelastningsforskare tror att behövs för att framkalla jordbävningar är krypande stadigt nedåt. Den stora Three Gorges Dam i Kina, som nu förser 10-kubikmiljoner vatten, har redan förknippats med jordbävningar så stora som magnitud 4.6 och är under noggrann övervakning.

Forskare presenteras nu med några spännande utmaningar. Jordbävningar kan skapa en "fjärilseffekt": Små förändringar kan få stor inverkan. Således kan inte bara en mängd mänskliga aktiviteter ladda jordskorpan med stress, men bara små tillägg kan bli det sista strået som bryter kamelens rygg och utfäller stora jordbävningar som frigör den ackumulerade stressen som laddas på geologiska fel genom århundraden geologiska processer. Huruvida eller när den stressen skulle ha släppts naturligt i en jordbävning är en utmanande fråga.

En jordbävning i magnitud 5-serien släpper ut så mycket energi som atombommen faller på Hiroshima i 1945. Ett jordbävning i magnitud 7-serien släpper ut så mycket energi som det största kärnvapnet som någonsin testats, Tsar Bomba-testet som utförs av Sovjetunionen i 1961. Risken för att framkalla sådana jordbävningar är extremt liten, men konsekvenserna om det skulle hända är extremt stora. Detta utgör en hälso- och säkerhetsfråga som kan vara unik inom industrin för den största katastrofstorleken som teoretiskt kan uppstå. Men sällsynta och förödande jordbävningar är ett faktum i livet på vår dynamiska planet, oavsett om det finns mänsklig aktivitet eller ej.

Vårt arbete tyder på att det enda bevisbaserade sättet att begränsa storleken på potentiella jordbävningar kan vara att begränsa själva projekternas omfattning. I praktiken skulle detta innebära mindre gruvor och reservoarer, mindre mineraler, olja och gas som extraheras från fält, grundare borrhål och mindre injicerade volymer. En balans måste uppnås mellan det växande behovet av energi och resurser och den risknivå som är acceptabel i varje enskilt projekt.

Avlyssningen

Om författaren

Gillian Foulger, professor i geofysik, Durham University; Jon Gluyas,, Durham University, och Miles Wilson, Ph.D. Student vid Institutionen för geovetenskaper, Durham University

Den här artikeln publicerades ursprungligen den Avlyssningen. Läs ursprungliga artikeln.

relaterade böcker

{amazonWS: searchindex = Böcker; nyckelord = fracking jordbävningar; maxresultat = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

följ InnerSelf på

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Få det senaste via e-post

{Emailcloak = off}