世界不思議

開採石油引起的地震該如何避免?


你知道嗎?地震並不一定都是自然發生的「天災」,除了核試爆,開採石油也可能引起地震,為了避免這類無謂的地震發生,已有科學家致力於研究避免的方法。

最近美國麻省理工學院研究人員與來自產學界的跨領域團隊 multidisciplinary team 合作,開發一種避免石油開採引起的人為地震管理方法,團隊證明了這種技術能有效減少地震次數,成果刊登於8 月《自然》(Nature)期刊。

石油和天然氣開採時會產生大量廢水,由於已受到原油及其他化合物汙染不能直接排放回環境中,因此石油公司會將廢水注入地底深處(如廢棄油井),但此措施近年卻引發多起地震發生。加州大學河濱分校地球物理學教授詹姆斯·迪特里希(James Dietrich)指出,地震往往在廢水注入後數小時內發生,兩者因果關係十分明確。

已存在的斷層、尤其是曾有活動紀錄的斷層再度活動而引發地震的可能性較高。石油公司注入廢水的廢油井附近若有斷層帶,大量廢水產生的壓力可能作用於斷層,使其更容易發生位移,因此地震發生頻率就會上升。

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為了評估將廢水注入地底的「安全速度」,研究團隊在義大利南部的 Val d’Agri 油田附近收集多項監測數據,建立一個預測模型,能夠準確再現 1993 年至 2016 年間觀測到的地震事件發生。該模型有助於解釋斷層上應力的微小變化如何導致大地震發生率變化,研究小組進一步使用此模型預測 3 種不同注水速率之影響,結果顯示:較低注水速率可有效避免地震發生。

2017 年 1 月至 2019 年 6 月期間,研究團隊測試預測模型的準確性,結果顯示預測結果與地震發生相當一致。

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除了開採石油的廢水,減少全球變暖策略之一是將工業產生的二氧化碳集中後,注入幾公里深的地底岩層貯存在地底,然而此「碳捕捉和封存」(Carbon capture and storage)技術也有引發地震的風險,研究團隊建議,預測模型將有助管理這類人類活動引起的地震。

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