فعالیت شرکت‌های نفتی منجر به زلزله می‌شود

تزریق آب به گسل‌های زمین خطرناک است

طی چند دهه گذشته میزان وقوع زلزله در بسیاری از مناطق جهان ازجمله بخش‌های مرکزی و شرقی ایالات‌متحده آمریکا افزایش زیادی داشته است که به باور دانشمندان، دلیل آن اقدامات و فعالیت‌های انسان است. افزایش تکنیک‌های استخراج نفت ازجمله شکاف در بسترهای آب زیرزمینی سبب شده تا بسیاری از منابع نفت و گاز که پیش‌ازاین در لایه‌های زیرین زمین محبوس شده بودند مورداستفاده قرار گیرند که فضای خالی ایجادشده ناشی از استخراج آن‌ها معمولاً توسط فاضلاب پر می‌شوند.

دانشمندان دریافتند که در بعضی موارد تزریق آب به چاه‌های نفت می‌توانند موجب بروز زمین‌لرزه‌ها تا ۱۰ کیلومتر دورتر شوند. در این مطالعات همچنین مشخص شد تزریق مایعات به سنگ‌های رسوبی به‌جای سنگ‌های سخت زیرزمینی اغلب موجب بروز زمین‌لرزه‌های بزرگ‌تر و دورتر می‌شود.

شرکت‌ها و کمپانی‌های نفتی معمولاً برای پیشگیری از آلوده شدن منابع آب‌های آشامیدنی زیرزمینی، به حفره‌های استخراج‌شده فاضلاب تزریق می‌کنند. به باور پژوهشگران این عمل سبب ایجاد جریان سریع و غیرعادی بروز زلزله در اوکلاهاما و سایر مناطق است.

مطالعه زمان‌بندی زلزله‌های رخ‌داده در این مناطق نشان‌دهنده وجود ارتباط بین تزریق فاضلاب به لایه‌های زیرین و عمیق زمین و وقوع زمین‌لرزه است؛ اما دانشمندان زلزله‌شناس قصد دارند پیش‌بینی کنند که زمین‌لرزه در چه فاصله و زمانی از محل تزریق فاضلاب ممکن است رخ دهد.

تیمی از پژوهشگران به سرپرستی جسیکا پیرس (Jessica Pierce) و توماس گوبل (Thomas Goebel)، چاه‌های تزریقی را در سراسر جهان بررسی کرده تا مشخص شود که چگونه الگو و تعداد زمین‌لرزه‌ها بافاصله از محل تزریق تغییر کرده است. دانشمندان این گروه تحقیقاتی دریافتند که در بعضی موارد چاه‌ها می‌توانند موجب بروز زمین‌لرزه‌ها تا ۱۰ کیلومتر دورتر شوند. در این مطالعات همچنین مشخص شد تزریق مایعات به سنگ‌های رسوبی به‌جای سنگ‌های سخت زیرزمینی اغلب موجب بروز زمین‌لرزه‌های بزرگ‌تر و دورتر می‌شود.

در نگاه اول، ممکن است تصور شود که احتمالاً محل دفع فاضلاب برای ایجاد زلزله در محل تزریق دارای نقش اصلی است، اما این فرضیه لزوماً درست نیست.

از دهه ۱۹۷۰، دانشمندان و مهندسان متوجه شده‌اند که تزریق آب به‌طور مستقیم به گسل می‌تواند گسل‌ها را بازکرده و اخیراً روشن‌شده است که تزریق آب همچنین می‌تواند باعث ایجاد زلزله شود.

به‌عنوان‌مثال، آب زیرزمینی تزریق‌شده می‌تواند فشار بیشتری ایجاد کند که سنگ و بافت لایه‌های اطراف را تغییر داده و گسل‌ها را به سمت لغزش در زمین‌لرزه‌ها سوق می‌دهد. این فرایند، اثر پوئولاستیک (poroelasticity) نامیده می‌شود.

آب باید کجا تزریق شود؟

برای ارزیابی این سؤال، سایت‌هایی را که در سراسر جهان به‌خوبی از دیگر سایت‌های تزریق جداشده بودند، مورد بررسی قرار داده شد، به‌طوری‌که زمین‌لرزه‌ها به‌وضوح بتوانند با یک چاه و پروژه خاص مرتبط باشد. دانشمندان در حدود ۲۰ سایت را موردمطالعه قرار دادند که مدیریت کمپانی‌های نفتی در آن‌ها، داده‌های با کیفیت بالا را ازجمله مکان‌های دقیق زمین‌لرزه، در دسترس عموم قرار داده بودند.

در این مطالعات مشخص شد که این سایت‌ها بسته به استراتژی تزریق، به دودسته تقسیم می‌شوند. درزمینهٔ بستر آن‌ها، ذخایر نفت و گاز در حوضه‌ها شکل‌گرفته و به‌عنوان لایه‌های رسوب به‌تدریج جمع می‌شود. هرگونه مواد آلی که در این لایه‌ها به دام افتاده فشرده، گرم و درنهایت تبدیل به سوخت‌های فسیلی می‌شود. شرکت‌های انرژی ممکن است فاضلاب را به داخل سنگ‌های رسوبی که حوزه‌های نفت و گاز را پر می‌کنند یا به سنگ‌های زیرزمینی سنگین‌تر و سخت‌تر، تزریق کنند.

در سایت‌هایی که موردبررسی قرار گرفت، تزریق آب به سنگ‌های رسوبی موجب شد که لایه‌های لرزنده‌ای که به‌تدریج در حال زوال بودند، از یکدیگر فاصله بگیرند. در مقابل، تزریق آب به سنگ‌های سخت زیرزمینی موجب بروز زمین‌لرزه‌ها در فاصله بیشتر از یک کیلومتر از محل شد.

در این مطالعات مشخص شد که تزریق آب به سنگ‌های رسوبی موجب بروز زلزله‌های شدیدتری می‌شود اما دلیل این موضوع چیست؟ دانشمندان اعتقاددارند تزریق آب به سنگ‌های رسوبی موجب سست شدن گسل‌های در این مناطق شده و درواقع، بیشتر زلزله‌هایی که موردبررسی قرار گرفت، در زیرزمین و حتی دقیقاً در محل‌های تزریق رسوب رخ‌داده بود.

شرح کامل این پژوهش و یافته‌های به‌دست‌آمده از آن در آخرین شماره مجله دانشگاهی The Conversation منتشرشده و در اختیار پژوهشگران قرار دارد.

ترجمه: احسان محمدحسینی

منبع: pbs