
過去幾年,科學家發現石油和天然氣行業的一種名為廢水注入的做法,與俄克拉荷馬州和德克薩斯州等通常地震活動較少的地區地震頻繁有關。如今,一項新的研究表明,廢水注入甚至可能使美國中西部斷層更容易受到遠在地球另一端的強烈地震活動的影響。
這項研究將美國境外的三次大地震與俄克拉荷馬州、德州和科羅拉多州注水點附近的中震級地震連結起來。例如,研究發現,2011年3月重創日本東部的強烈地震引發了德州斯奈德附近的一系列地震,其中震級最大的一次為4.3級。此外,研究也發現了我們先前報導過的俄克拉荷馬州布拉格地震的遠距離觸發因素。
現在,因果關係在這裡非常重要,所以讓我們來分析一下其中的含義。
- 科學家已經知道,廢水注入偶爾會引發局部小地震。但這並不代表所有廢水注入都會引發地震。美國大約3萬口廢水注入井中,絕大多數從未發生過地震。然而,也有一些會。
- 近幾十年來,美國的廢水注入技術日益普及,因為這是一種相對快速、廉價的石油和天然氣鑽探廢液處理方法。自從企業開始更頻繁地採用這種方法以來,美國地質調查局和其他科學家注意到,中西部地區(通常地震活動並不頻繁)的地震活動增加。今年早些時候,我在研究布拉格地震時,三位不同的地質學家主動告訴我這一點。
並非所有中西部地震都一定與人類活動有關,因為該地區確實存在斷層,並且過去也曾發生過天然地震。然而,地震數量的增加似乎確實與注水活動有關。 * 震級8.0以上的地震會向全球各地發出強烈的衝擊波。過去,科學家認為,這種強震能夠觸發遠處天然的薄弱斷層。現在,哥倫比亞大學和俄克拉荷馬大學的一個地質學家團隊發現,同樣的情況也會發生在人類透過鑽探活動人為削弱的斷層上。 * 注水引發的地震通常震級較小,為1級或2級,附近的居民幾乎感覺不到。 2011年,俄克拉荷馬州布拉格市發生兩次震級5.0及以上的地震,研究人員就這些地震是否由注水引發展開了爭論。一項經過同行評審的研究認為是注水引發的;而尚未正式公佈結論的俄克拉荷馬州地質調查局則認為不是。
這項最新研究發現了一些證據,顯示那些更強烈的地震可能是由廢水注入引發的。哥倫比亞大學和俄克拉荷馬大學的研究團隊透過分析地震記錄發現,中西部地區至少有一半的5.4級以上地震發生在廢水注入井附近。
這項研究以及類似的研究可以幫助科學家更好地預測人類活動引發地震的時間和地點。哥倫比亞大學和俄克拉荷馬大學的研究人員分析的案例顯示,在一次海外大地震之前,某些廢水注入點附近發生了一系列小地震。幾個月後,在地震群發生的地區又發生了一次更大的地震。參與這項新研究的哥倫比亞大學地震學家尼古拉斯·范德埃爾斯特告訴《自然》雜誌,地震群可以作為日後發生大地震的預警和風險因素。
同時,還有更多需要了解的地方。 《自然》雜誌報導,地震也可能發生在註水點附近,不會有預警地震群。
這項新研究昨天發表在《科學》雜誌上,該雜誌也發表了另外兩項關於人類活動引發地震的研究。其中一項研究調查了南加州一個地熱計畫引發的地震。另一項研究回顧了先前關於注水和水力壓裂相關地震的研究。