石油钻探可能使美国中西部更容易遭受地震

关于人类活动可能引发地震以及我们可能触发何种地震的新发现

在过去的几年里,科学家们将一种名为废水注入的石油和天然气行业做法与俄克拉荷马州和德克萨斯州等通常平静地区的地震增加联系起来。现在,一项新研究表明,废水注入可能使美国中西部的断层更容易受到全球范围内重大地震活动的影响。

该研究将美国境外的三次大地震与俄克拉荷马州、德克萨斯州和科罗拉多州注入点附近的几次中等强度地震联系起来。举个例子:研究发现,2011 年 3 月摧毁日本东部地区的巨大地震引发了德克萨斯州斯奈德附近的一系列地震,其中最大的一次为 4.3 级。研究还发现,我们之前报道过的俄克拉荷马州布拉格的地震也有一个遥远的触发因素。

现在,因果关系在这里非常重要,所以让我们来分析一下其影响。

  • 科学家们已经知道,废水注入偶尔会引发小的局部地震。但这并不意味着所有的废水注入都会引发地震。美国 30,000 多个废水注入井中,大多数从未发生过地震。然而,有些会。
  • 由于废水注入是一种相对快速、廉价的处理石油和天然气钻探产生的废液的方式,因此近几十年来在美国越来越普遍。自从公司更频繁地这样做以来,美国地质调查局和其他科学家注意到,在中西部地震活动有所增加,而该地区通常地质活动并不活跃。今年早些时候,我在研究布拉格地震时,有三位地质学家在未被提示的情况下告诉我这一点。

并非所有中西部地震都一定与人类活动有关,因为该地区确实有断层,并且过去也发生过自然地震。然而,地震的增加似乎与注入有关。* 8.0 级及以上的地震会产生巨大的冲击波传遍地球。过去,科学家们得出结论,这种大地震能够触发遥远的、自然较弱的断层。现在,哥伦比亚大学和俄克拉荷马大学的一组地质学家已经确定,同样的事情也可能发生在因钻探活动被人为削弱的断层上。* 注入引发的地震通常很小,震级为 1 或 2 级,附近城镇居民几乎感觉不到。2011 年,当俄克拉荷马州布拉格发生两次 5.0 级及以上的地震时,研究人员就争议这些地震是否由注入引发。一项同行评审的研究称是;而尚未正式公布其结论的俄克拉荷马州地质调查局则认为不是。

这项最新研究发现了一些证据,表明那些更严重的地震可能是由注入引发的。通过分析地震记录,哥伦比亚大学-俄克拉荷马大学团队发现,中西部 5.4 级及以上的地震至少有一半发生在废水注入井附近。

这项研究以及类似的研究可以帮助科学家更好地预测人类活动引发的地震何时何地会发生。在哥伦比亚大学和俄克拉荷马大学研究人员分析的例子中,一次巨大的海外地震之后,在某些废水注入点附近出现了一系列小地震。然后,几个月后,一个更大的地震会袭击发生过地震群的地点。哥伦比亚大学的地震学家、参与这项新研究的尼古拉斯·范德埃尔斯特(Nicholas Van der Elst)在接受《自然》(Nature)杂志采访时表示,地震群可能预示着日后发生大地震的风险。告诉《自然》

与此同时,还有更多需要学习的东西。《自然》杂志报道称,地震也会发生在没有预警的地震群附近的注入点。

这项新研究于昨天发表在《科学》(Science)杂志上,该杂志还发表了另外两篇关于人类活动引发地震的研究。一篇研究了南加州地热项目引发的地震。另一篇回顾了以往关于废水注入和压裂相关地震的研究

 

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Francie Diep 是一位居住在加利福尼亚州圣巴巴拉的科学记者。除了《Popular Science》,她的作品还发表在《Scientific American》、《Smithsonian》及其他刊物上。她对基因、细胞、机器人、档案馆以及互联网上的奇特内容着迷。

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