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美科学家已能控制地震?新法律实施减少地震效果明显

 徐德文科学频道 2020-02-14

在2009年以前,美国俄克拉荷马州每年大约发生一次3级以上的地震,但此后地震数量急剧增加,到2015年已达到每年约900次,平均每天发生3次左右3.0级以上地震。科学家们用计算机建立了精确的模型进行研究,发现这些地震与石油公司在当地开采石油天然气密切相关。俄克拉荷马州的大多数油井产出的盐水比油还多,由于水太咸,不能有效利用,可能对环境造成伤害,这些水又被注入回生产地层。这些岩层是高渗透性的阿尔巴克岩,已形成约十亿年,岩层中有很多断层,极大量的盐水被注入后,与结晶基底中的众多断层联通,不断累积断层的地应力,诱发地震的发生。

俄克拉荷马州根据科学家们的研究成果,制定了石油开采的新法律,将注入岩层的盐水降低了40%,加之石油价格的崩溃,开采活动的减少,该州的地震频率已显著下降,目前已降低到每天1.3次左右的水平。堪萨斯州较早一些采取废水监控措施,地震频率也下降明显,而一些未采取措施的地区,地震的威胁则有增无减。

科学家们表示,俄克拉荷马大约在五年内可以恢复到该州2009年前的常规地震活动水平,但根据他们的新模型,两位参与研究的科学家Zoback和Langenbruch预测,俄克拉荷马在2017年可能依然会发生250次左右3.0级以上的地震,发生5级以上地震的几率仍高达40%。

虽然人类活动并不是诱发地震的主因,但石油天然气开采、水库蓄水、核爆炸及气候变暖造成冰川融化等诱发的地震仍和人类活动密切相关,如何建立正确的模型对地震进行预测,控制地震的发生,依然面临地应力精确测量的难题。

另有一种观点认为,向地下岩层注水或进行地下核爆炸可以引发岩石层产生小的断裂活动,释放出积聚的地应力。在地应力积聚巨大可能发生大地震的地区,通过这种办法可以逐步将地层能量释放出来,避免大地震的发生。不过玩火得以科学为指导,如何发展准确的测量手段,建立精确的计算机模型,在地震预测研究中依然面临巨大的挑战。俄克拉荷马州的研究,为我们发展地震预测技术,减少地震造成的伤害和损失开启了一扇明亮的窗口。

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