在2009年以前,美國俄克拉荷馬州每年大約發(fā)生一次3級(jí)以上的地震,但此后地震數(shù)量急劇增加,到2015年已達(dá)到每年約900次,平均每天發(fā)生3次左右3.0級(jí)以上地震。科學(xué)家們用計(jì)算機(jī)建立了精確的模型進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)這些地震與石油公司在當(dāng)?shù)亻_采石油天然氣密切相關(guān)。俄克拉荷馬州的大多數(shù)油井產(chǎn)出的鹽水比油還多,由于水太咸,不能有效利用,可能對(duì)環(huán)境造成傷害,這些水又被注入回生產(chǎn)地層。這些巖層是高滲透性的阿爾巴克巖,已形成約十億年,巖層中有很多斷層,極大量的鹽水被注入后,與結(jié)晶基底中的眾多斷層聯(lián)通,不斷累積斷層的地應(yīng)力,誘發(fā)地震的發(fā)生。 俄克拉荷馬州根據(jù)科學(xué)家們的研究成果,制定了石油開采的新法律,將注入巖層的鹽水降低了40%,加之石油價(jià)格的崩潰,開采活動(dòng)的減少,該州的地震頻率已顯著下降,目前已降低到每天1.3次左右的水平??八_斯州較早一些采取廢水監(jiān)控措施,地震頻率也下降明顯,而一些未采取措施的地區(qū),地震的威脅則有增無減。 科學(xué)家們表示,俄克拉荷馬大約在五年內(nèi)可以恢復(fù)到該州2009年前的常規(guī)地震活動(dòng)水平,但根據(jù)他們的新模型,兩位參與研究的科學(xué)家Zoback和Langenbruch預(yù)測(cè),俄克拉荷馬在2017年可能依然會(huì)發(fā)生250次左右3.0級(jí)以上的地震,發(fā)生5級(jí)以上地震的幾率仍高達(dá)40%。 雖然人類活動(dòng)并不是誘發(fā)地震的主因,但石油天然氣開采、水庫蓄水、核爆炸及氣候變暖造成冰川融化等誘發(fā)的地震仍和人類活動(dòng)密切相關(guān),如何建立正確的模型對(duì)地震進(jìn)行預(yù)測(cè),控制地震的發(fā)生,依然面臨地應(yīng)力精確測(cè)量的難題。 另有一種觀點(diǎn)認(rèn)為,向地下巖層注水或進(jìn)行地下核爆炸可以引發(fā)巖石層產(chǎn)生小的斷裂活動(dòng),釋放出積聚的地應(yīng)力。在地應(yīng)力積聚巨大可能發(fā)生大地震的地區(qū),通過這種辦法可以逐步將地層能量釋放出來,避免大地震的發(fā)生。不過玩火得以科學(xué)為指導(dǎo),如何發(fā)展準(zhǔn)確的測(cè)量手段,建立精確的計(jì)算機(jī)模型,在地震預(yù)測(cè)研究中依然面臨巨大的挑戰(zhàn)。俄克拉荷馬州的研究,為我們發(fā)展地震預(yù)測(cè)技術(shù),減少地震造成的傷害和損失開啟了一扇明亮的窗口。 |
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