Động đất gây ra bởi con người có nguy cơ ngày càng tăng

động đất3 2 2

Sự tàn phá ở tỉnh Tứ Xuyên sau trận động đất 2008 Wenchuan, được cho là do hoạt động công nghiệp tại một hồ chứa gần đó. dominiqueb / flickr

Mọi người biết chúng tôi có thể gây ra động đất trước khi chúng tôi biết chúng là gì. Ngay khi mọi người bắt đầu đào khoáng sản khỏi mặt đất, các tảng đá và đường hầm sụp đổ phải trở thành mối nguy hiểm được công nhận.

Ngày nay, động đất do con người gây ra xảy ra ở quy mô lớn hơn nhiều. Các sự kiện trong thế kỷ qua đã cho thấy khai thác chỉ là một trong nhiều hoạt động công nghiệp có thể gây ra động đất đủ lớn để gây ra thiệt hại đáng kể và tử vong. Đổ đầy các hồ chứa nước phía sau đập, khai thác dầu khí và sản xuất năng lượng địa nhiệt chỉ là một vài trong số các hoạt động công nghiệp hiện đại cho thấy gây ra động đất.

Khi ngày càng có nhiều loại hoạt động công nghiệp được công nhận là có khả năng gây địa chấn, Nederlandse Aardolie Maatschappij BV, một công ty dầu khí có trụ sở tại Hà Lan, đã ủy thác cho chúng tôi tiến hành đánh giá toàn cầu về tất cả các trận động đất do con người gây ra.

Công trình của chúng tôi tập hợp một bức tranh phong phú từ hàng trăm mảnh ghép hình nằm rải rác trong các tài liệu khoa học trong nước và quốc tế của nhiều quốc gia. Độ rộng của hoạt động công nghiệp mà chúng tôi thấy có khả năng gây địa chấn là một điều ngạc nhiên đối với nhiều nhà khoa học. Khi quy mô công nghiệp phát triển, vấn đề động đất gây ra cũng gia tăng.

Ngoài ra, chúng tôi thấy rằng, vì các trận động đất nhỏ có thể kích hoạt những vụ lớn hơn, hoạt động công nghiệp có tiềm năng, trong những dịp hiếm hoi, gây ra những sự kiện cực kỳ lớn, gây thiệt hại.

Làm thế nào con người gây ra động đất

Là một phần trong đánh giá của chúng tôi, chúng tôi đã tập hợp một cơ sở dữ liệu về các trường hợp, theo hiểu biết của chúng tôi, bản đầy đủ nhất được cập nhật. Vào tháng 1 28, chúng tôi sẽ phát hành cơ sở dữ liệu này công khai. Chúng tôi hy vọng nó sẽ thông báo cho công dân về chủ đề này và kích thích nghiên cứu khoa học về cách quản lý thách thức rất mới này đối với sự khéo léo của con người.


Nhận thông tin mới nhất từ ​​Nội tâm


Khảo sát của chúng tôi cho thấy các tài khoản hoạt động liên quan đến khai thác cho số lượng lớn nhất các trường hợp trong cơ sở dữ liệu của chúng tôi.

động đất 2 2Ban đầu, công nghệ khai thác còn sơ khai. Mỏ nhỏ và tương đối nông. Sự kiện sụp đổ sẽ không đáng kể - mặc dù điều này có thể không thoải mái với bất kỳ ai bị bắt trong một.

Nhưng các mỏ hiện đại tồn tại ở quy mô hoàn toàn khác. khoáng sản quý được chiết xuất từ ​​các mỏ mà có thể được hơn hai dặm sâu hoặc mở rộng vài dặm ngoài khơi dưới các đại dương. Tổng lượng đá bị loại bỏ bằng cách khai thác trên toàn thế giới hiện lên tới vài chục tỷ tấn mỗi năm. Đó là gấp đôi so với 15 năm trước - và nó được thiết lập để tăng gấp đôi so với 15 tiếp theo. Trong khi đó, phần lớn than làm nhiên liệu cho ngành công nghiệp thế giới đã cạn kiệt từ các lớp nông, và các mỏ phải trở nên lớn hơn và sâu hơn để đáp ứng nhu cầu.

Khi các mỏ mở rộng, các trận động đất liên quan đến khai thác trở nên lớn hơn và thường xuyên hơn. Thiệt hại và tử vong cũng vậy, tăng quy mô. Hàng trăm người chết đã xảy ra trong các mỏ than và khoáng sản trong vài thập kỷ qua do các trận động đất lên đến cường độ 6.1 đã được gây ra.

Các hoạt động khác có thể gây ra động đất bao gồm lắp dựng các cấu trúc thượng tầng nặng. Các Tòa nhà 700-megaton Đài Bắc 101, lớn lên ở Đài Loan trong các 1990, bị đổ lỗi cho tần suất và kích thước ngày càng tăng của các trận động đất gần đó.

Kể từ đầu thế kỷ 20, rõ ràng việc lấp đầy các hồ chứa nước lớn có thể gây ra các trận động đất nguy hiểm tiềm tàng. Điều này trở thành trọng tâm bi thảm ở 1967 khi, chỉ năm năm sau khi hồ chứa Koyna dài 32 ở phía tây Ấn Độ bị lấp, một Trận động đất 6.3 có cường độ lớn, giết chết ít nhất người 180 và làm hỏng đập.

Trong suốt những thập kỷ tiếp theo, hoạt động động đất theo chu kỳ đang diễn ra kéo theo sự gia tăng và giảm trong chu kỳ cấp hồ chứa hàng năm. Một trận động đất lớn hơn cường độ 5 xảy ra ở đó trung bình cứ sau bốn năm. Báo cáo của chúng tôi cho thấy, cho đến nay, một số hồ chứa 170 trên toàn thế giới đã gây ra hoạt động động đất.

động đất2 2 2Việc sản xuất dầu và khí đốt có liên quan đến một số trận động đất hủy diệt trong phạm vi 6 cường độ lớn ở California. Ngành công nghiệp này đang ngày càng trở nên địa chấn khi các mỏ dầu khí trở nên cạn kiệt. Trong các lĩnh vực như vậy, ngoài việc loại bỏ hàng loạt bằng sản xuất, chất lỏng còn được bơm vào để xả hết lượng hydrocarbon cuối cùng và thải ra một lượng lớn nước muối đi kèm trong quá trình sản xuất.

Một công nghệ tương đối mới trong dầu khí là nứt vỡ thủy lực khí đá phiến, hoặc fracking, do bản chất của nó tạo ra các trận động đất nhỏ khi các vết nứt đá. Thỉnh thoảng, điều này có thể dẫn đến một trận động đất có cường độ lớn hơn nếu chất lỏng được bơm rò rỉ vào một lỗi đã được nhấn mạnh bởi các quá trình địa chất.

Trận động đất lớn nhất liên quan đến fracking cho đến nay đã được báo cáo xảy ra ở Canada, với cường độ 4.6. Ở Oklahoma, nhiều quy trình đang được tiến hành đồng thời, bao gồm sản xuất dầu khí, xử lý nước thải và fracking. Ở đó, những trận động đất lớn như cường độ 5.7 đã làm rung chuyển những tòa nhà chọc trời được dựng lên từ lâu trước khi dự kiến ​​địa chấn như vậy. Nếu một trận động đất như vậy được gây ra ở châu Âu trong tương lai, nó có thể được cảm nhận ở các thành phố thủ đô của một số quốc gia.

Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy việc sản xuất hơi nước và nước địa nhiệt có liên quan đến các trận động đất với cường độ 6.6 ở Cánh đồng Cerro Prieto, Mexico. Năng lượng địa nhiệt không thể tái tạo bằng các quá trình tự nhiên theo thời gian của cuộc đời con người, do đó nước phải được bơm lại dưới lòng đất để đảm bảo cung cấp liên tục. Quá trình này dường như thậm chí còn gây địa chấn hơn so với sản xuất. Có rất nhiều ví dụ về các trận động đất kèm theo phun nước vào các lỗ khoan, chẳng hạn như tại The Geysers, California.

Các vật liệu khác được bơm dưới lòng đất, bao gồm carbon dioxide và khí tự nhiên, cũng gây ra hoạt động địa chấn. Một dự án gần đây để lưu trữ 25 phần trăm nhu cầu khí đốt tự nhiên của Tây Ban Nha trong một mỏ dầu ngoài khơi cũ, bị bỏ hoang đã dẫn đến sự khởi đầu ngay lập tức của hoạt động động đất mạnh mẽ với các sự kiện lên tới cường độ 4.3. Mối đe dọa mà điều này đặt ra cho an toàn công cộng là cần thiết từ bỏ dự án trị giá hàng tỷ đô la Mỹ này.

Điều này có ý nghĩa gì cho tương lai

Ngày nay, các trận động đất gây ra bởi các dự án công nghiệp lớn không còn gặp phải bất ngờ hay thậm chí là phủ nhận. Ngược lại, khi một sự kiện xảy ra, xu hướng có thể là tìm kiếm một dự án công nghiệp để đổ lỗi. Tại 2008, một trận động đất ở vùng 8 có cường độ lớn đã tấn công tỉnh Ngawa, Trung Quốc, giết chết khoảng 90,000, tàn phá các thị trấn 100 và làm sập nhà cửa, đường và cầu. Sự chú ý nhanh chóng chuyển sang đập Zipingpu gần đó, nơi hồ chứa đã được lấp đầy chỉ vài tháng trước, mặc dù mối liên hệ giữa trận động đất và hồ chứa vẫn chưa được chứng minh.

Lượng tối thiểu của các nhà khoa học đang tải căng thẳng cho rằng cần thiết để gây ra động đất đang leo dần xuống dưới. Đập Tam Hiệp vĩ đại ở Trung Quốc, hiện đang áp đặt khối lượng nước 10, đã được liên kết với các trận động đất lớn như cường độ 4.6 và đang được giám sát cẩn thận.

Các nhà khoa học hiện đang có một số thách thức thú vị. Động đất có thể tạo ra hiệu ứng bướm bướm của Nhật Bản: Những thay đổi nhỏ có thể có tác động lớn. Do đó, không chỉ rất nhiều hoạt động của con người có thể làm căng thẳng lớp vỏ Trái đất, mà chỉ cần những bổ sung nhỏ bé có thể trở thành rơm cuối cùng phá vỡ lưng lạc đà, gây ra những trận động đất lớn giải phóng căng thẳng tích lũy gây ra bởi các đứt gãy địa chất qua nhiều thế kỷ địa chất. Liệu căng thẳng đó có được giải phóng tự nhiên trong trận động đất hay không là một câu hỏi đầy thách thức.

Một trận động đất trong phạm vi 5 có cường độ lớn sẽ giải phóng nhiều năng lượng như quả bom nguyên tử rơi xuống thành phố Hiroshima ở 1945. Một trận động đất trong phạm vi 7 có cường độ lớn giải phóng nhiều năng lượng như vũ khí hạt nhân lớn nhất từng được thử nghiệm, vụ thử Tsar Bomba do Liên Xô thực hiện ở 1961. Nguy cơ gây ra các trận động đất như vậy là vô cùng nhỏ, nhưng hậu quả nếu nó xảy ra là vô cùng lớn. Điều này đặt ra một vấn đề sức khỏe và an toàn có thể là duy nhất trong ngành đối với quy mô thảm họa tối đa có thể, theo lý thuyết, có thể xảy ra. Tuy nhiên, các trận động đất hiếm và tàn khốc là một thực tế của sự sống trên hành tinh năng động của chúng ta, bất kể có hay không có hoạt động của con người.

Công việc của chúng tôi cho thấy cách duy nhất dựa trên bằng chứng để giới hạn quy mô của các trận động đất tiềm năng có thể là giới hạn quy mô của chính các dự án. Trong thực tế, điều này có nghĩa là các mỏ và hồ chứa nhỏ hơn, ít khoáng sản, dầu và khí được khai thác từ các cánh đồng, lỗ khoan nông hơn và khối lượng nhỏ hơn được bơm vào. Một sự cân bằng phải được đánh vào giữa nhu cầu năng lượng và tài nguyên ngày càng tăng và mức độ rủi ro có thể chấp nhận được trong mỗi dự án riêng lẻ.

Conversation

Giới thiệu về Tác giả

Chung Hân Đồng, Giáo sư Địa vật lý, Đại học Durham; Jon Gluyas, Đại học Durhamvà Miles Wilson, tiến sĩ Sinh viên khoa Khoa học Trái đất, Đại học Durham

Bài viết này ban đầu được xuất bản vào Conversation. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan

{amazonWS: searchindex = Books; Keywords = fracking earthquakes; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

theo dõi Nội bộ trên

facebook-iconbiểu tượng twitterbiểu tượng rss

Nhận tin mới nhất qua email

{Emailcloak = off}