ما هي العلاقة بين التكسير والحفر والزلازل؟

قبل عام 2009 ، وقعت معظم الزلازل في الولايات المتحدة في ولاية كاليفورنيا. ولكن منذ عام 2009 ، شهدت البلدات والمدن في جميع أنحاء وسط وشرق الولايات المتحدة ارتفاعًا كبيرًا في النشاط الزلزالي والزلازل والثقوب. يستشهد برنامج مخاطر الزلازل التابع للمسح الجيولوجي الأمريكي أنه بدءًا من عام 1978 حتى عام 2008 ، شهدت الأجزاء الوسطى والشرقية من الولايات المتحدة 844 زلزالًا بقوة 3 أو أكبر. خلال الفترة من 2009 إلى 2013 ، قفز هذا المعدل إلى 2897 زلزالًا - بزيادة قدرها 343 في المائة - واستمر في الارتفاع. في عام 2014 وحده ، تم تسجيل أكثر من 659 متر مكعب من الزلازل. السؤال الذي يطرح إجابة هو لماذا الزيادة المفاجئة في الزلازل وتطور المجاري. هل هذه الزلازل طبيعية أم من صنع الإنسان؟

في أغسطس من عام 2012 ، بعد أشهر من النشاط الزلزالي الغامض والفقاعات المحيرة في لويزيانا بايو ، تم فتح حفرة ضخمة بالقرب من بلدة بايو كورن الصغيرة ، على بعد 77 ميلاً غرب نيو أورلينز. بدأ المجرى الذي تبلغ مساحته فدانًا واحدًا ابتلاع الأشجار كاملة ونمت إلى 34 فدانًا على مدار السنوات الأربع القادمة. ألقى علماء الولاية باللوم على شركة Texas Brine Company في التسبب في الحفرة من خلال الحفر بالقرب من الحافة الخارجية لقبة الملح ، مما أدى إلى تسوية بقيمة 48.1 مليون دولار مع سكان المدينة.

•••الإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء ، 2017 مسؤول ناسا رودني جروبس

لتحليل المشكلة ، بدأت هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية في إنشاء محطات مراقبة زلزالية مؤقتة في جميع أنحاء المنطقة. يتيح ذلك لعلماء القسم تحديد المواقع الزلزالية بدقة أكبر لتحديد ما إذا كان هناك علاقة بين التعدين والتكسير وحقن المياه العادمة وما يسببه الإنسان الزلازل. كانت النتائج تكشف أنه في عام 2016 ، أصدرت هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية أول نموذج للزلازل المستحثة على الإطلاق والتي تضمنت كل من مخاطر الزلازل الطبيعية والتي من صنع الإنسان.

تقلل هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية من تأثيرات التكسير الهيدروليكي وبدلاً من ذلك تشير إلى أن معظم الآثار التي يسببها الإنسان تنتج الزلازل عن حقن المياه العادمة الناتجة عن استخراج النفط والغاز في الأرض عمليات.

في العمليات التي تزيل فيها أنشطة التعدين الغاز أو النفط من خلال التكسير ، يتم إدخال الكثير من مياه الصرف الصحي مرة أخرى في نفس المنطقة دون التسبب في حدوث زلازل أو حفر مجاري. ولكن في المناطق التي يتم فيها حفر آبار المياه العادمة لاستقبال المنتجات الثانوية لعمليات التعدين هذه ، فإن هذه السوائل يتم إدخالها في مناطق لم يتم حفرها من قبل ، مما يتسبب في زيادة الضغط الجوفي الذي غالبًا ما يؤدي إلى إحداثه بشري الزلازل.

أكملت دراسة في سبتمبر 2016 من قبل الباحث وعالم الجيوفيزياء بجامعة ولاية أريزونا Manoochehr Shirzaei أن هناك طرقًا لتخفيف وتقليل الزلازل التي يسببها الإنسان. قارن العلماء في الدراسة منطقة بالقرب من تيمبسون ، تكساس - موقع زلزال بقوة 4.8 درجة - مع رادار القمر الصناعي الصور من مايو 2007 إلى نوفمبر 2013 واكتشفت ارتفاعًا في المنطقة من حقن مياه الصرف الصحي في صخور جوفية. أظهرت عمليات المحاكاة الحاسوبية الأخرى ، باستخدام المنطقة المرفوعة ، أن مياه الصرف تتسرب بعيدًا عن المنطقة مواقع الحقن ، مما يزيد من ضغط الماء ويتدفق في النهاية إلى خطأ زلزالي معروف المناطق.

زيادة ضغط المسام - تراكم الماء في المساحات الصغيرة المحيطة بالصخور الجوفية - الذي اقترحه نموذج الكمبيوتر كان كافياً لإحداث زلازل من 3.5 إلى 4.5 كيلومترات تحت سطح الأرض سطح - المظهر الخارجي. الدراسة المنشورة في علم مجلة ، تسمح للباحثين بتقدير الضغط المتزايد تحت الأرض أثناء حقن المياه العادمة ، السماح لشركات التعدين بالتوقف عن حقن المزيد من السوائل في الأرض قبل أن يصل الضغط إلى أ مرحلة خطيرة.

تعمل وكالة حماية البيئة والإدارات البيئية بالولاية كحارس للتكسير الهيدروليكي ، وآبار حقن المياه العادمة وعمليات استخراج النفط والغاز. الغرض من هذه المنظمة هو تنظيم التصاريح والبناء والتشغيل ، وكذلك إغلاق ، آبار الحقن التي تم إنشاؤها أثناء التكسير الهيدروليكي وإنتاج الغاز والنفط.

بالإضافة إلى هذه اللوائح ، تتمتع وكالة حماية البيئة بسلطة تنظيم التكسير الهيدروليكي الذي يستخدم وقود الديزل في هذه العملية. تعمل اللوائح على حماية موارد المياه الطبيعية تحت الأرض. عيب واحد: لا تنظم وكالة حماية البيئة الغاز أو آبار النفط المستخدمة فقط للإنتاج.

قبل انهيار حفرة بايو كورن في عام 2012 ، أظهرت مراجعة التصوير بالرادار لوكالة ناسا أن منطقة لويزيانا لديها القدرة على تطوير حفرة. صور المنطقة التي تم جمعها بواسطة طائرة ناسا C-20A ورادار الفتحة التركيبية للمركبة المحمولة جواً تقيس وتكتشف التشوهات في سطح الأرض. عندما قام باحثو ناسا كاثلين جونز ورون بلوم - من مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا - بمراجعة الصور ، أدركوا أن البيانات أظهرت الانهيار الوشيك لحفر بايو كورن قبل شهر من حدث. انتفخت المنطقة لأول مرة لأعلى بمقدار 10.2 بوصات قبل الانهيار. استخدم عالم الجيوفيزياء بجامعة ولاية أريزونا Manoochehr Shirzaei بيانات مماثلة للوصول إلى استنتاجاته عن المنطقة المحيطة بتيمبسون ، تكساس.

يُظهر التاريخ والحقائق أن ممارسات التعدين غير المبالية يمكن أن تؤثر أو تدمر جودة المياه في المنطقة ، أو تسبب الزلازل أو تؤدي إلى حفر المجاري. مع اللوائح الحكومية والإشراف المستمر ، تقدم صور الرادار والاستعداد من خلال التعدين تلتزم الشركات باللوائح ، لا يجب أن تكون عمليات التعدين ضارة بالبيئة أو الأشخاص أو بهم دور.