地震学家Amberlee Darold正在俄克拉何马州跟踪史无前例的地震群，并试图发现地震的来源。图片来源：Linda Davidson 在一个充满阳光的春日午后，地质学家Todd Halihan在美国俄克拉何马州立大学抛出的第一个问题是：“你有没有感觉到地震？我丈母娘刚刚打电话抱怨说房子又摇晃了。” 近来，Halihan频频因此收到岳母的来电。2014年，该州4级以上或震级更高的地震发生了15次以上，加起来超过该州过去一个世纪以来地震次数的总和。去年，俄克拉何马州的地震次数相当于地震热区——加利福尼亚州的两倍。目前，研究人员正在与下一次大地震赛跑，希望在此之前了解到这些地震背后的原因。 剑指油气公司 俄克拉何马州的地震被认为与进行石油与天然气开采作业的地下井有关，但如果在更大范围来看，人类的采矿、地热能开采以及其他地下资源利用活动已在从南非到瑞士等地引发地震。近日，在加州举办的美国地震学会会议上，科学家讨论了人类活动引发的地震与自然地震的区别，议题还包括科学界应如何防范它们。 在俄克拉何马州，地震已经引发该州民众的强烈谴责，愤怒的居民向法院起诉石油和天然气公司正在破坏他们的家园。相关行业和政治家也因为这些地震活动的原因陷入激烈争论，但是该州中部和北部地区出现的前所未有的地震几乎与油气开采废水井完全匹配。“有些人却主张，地震是纯粹的自然现象。”Halihan说，“但目前来看，‘很明显事情并非如此’。” 油气公司在地上打井，并从经过长期化石演变的古海洋中提取石油和天然气与咸水（尤其是卤水）混合物。它们把化石燃料分离出来，然后把盐水排入废水井深部（目前，俄克拉何马州有超过4600口废水井）。该州法律要求，把盐水排入含有饮水层的岩层之下。 压力导致断裂 大多数盐水最终会进入一种叫作Arbuckle的岩石层，这种岩石结构是俄克拉何马州的地下岩石基础，因吸水能力强而闻名。但是在很多地方，Arbuckle岩层均位于古老基底岩石断裂带上，很容易在压力作用下沿着主断裂层断裂。“水注入得越深，卤水也就越有可能进入地震断裂带，从而引发地震。”美国地质调查局（USGS）负责进行此次地震原因研究的地质学家Arthur McGarr说。 俄克拉何马州历史上记录的最大地震是2011年11月在Prague镇附近发生的震级为5.6级的地震，很多地震学家认为，此次地震是由附近的废水井引发的。理论研究表明，潜在的地震风险会随着排入地下废水量的增长而增长。俄克拉何马州最大的废水井每月排入的配水量超过6000万公升。 俄克拉何马州地质调查局地震学家Austin Holland推测认为，明年该州发生5级或是更大地震的几率在30%左右。“我们可不希望为此‘中彩’。”他说。 然而，石油和天然气公司在俄克拉何马州拥有极大的政治势力，并且监管机构不断强调，其所谓的“油气井与地震之间关联度存在不确定性”。 此外，备受争议的开采页岩气的水力压裂法（水被注入岩石中，用来打开裂缝使石油和天然气更易流出的一种技术）也被认为与地震存在一定联系，但是相关度较低。 地震起源调查 目前，地震学家正在尝试跟踪该州地震。某机构地震专家Amberlee Darold说，近期，该州地震局已放弃为震群命名，因为地震从未停止过。（这项调查以前经常为附近城镇中的震群命名，现在它仅在跟踪该县发生的持续性强震。） 现在，很多科学家担心，该州的建筑物达不到应对地震风险的水平，他们担心那些用砖块和水泥建成的住宅可以在一场大地震中支撑多久。USGS每过几年就会绘制一次全美地震灾害风险地图，但是他们的地图从不包括那些诱发性地震。今年，该机构首次把俄克拉何马州和临近联邦州的诱发地震加入地震地图中。McGarr表示，首幅相关地图有望在今年年底绘制出来。 与此同时，Halihan仍在等待着别人给他说下一次地震来临的消息。如果他没有从岳母那里听到消息，他可以自己感受到地震——通过观察办公室墙上钉着的一个小黄铜标志物。以前，这个标志物一周晃动一次；现在，它几乎每天都在晃动。（红枫） 《中国科学报》 (2015-04-28 第3版 国际) 更多阅读 |
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