США сами себе создают землетрясения

Добыча природного газа, производство геотермальной энергии и иная деятельность, в ходе которой под землю закачивается вода, привели к целому ряду землетрясений в США.

О серьёзности этого явления можно судить уже по тому, что соответствующие данные и выводы опубликованы в журнале Science тремя статьями.

Большинство землетрясений, впрочем, были небольшими, но магнитуда некоторых всё же превысила отметку 5,0. 6 ноября 2011 года Оклахому тряхнуло на 5,6, в результате чего пострадали 14 домов и два человека, отмечает ведущий автор одной из работ Уильям Эллсворт из Геологической службы США. По его словам, за последние десять лет количество землетрясений силой 3,0 и выше в центральной и восточной частях Соединённых Штатов увеличилось почти в десять раз: в 1967–2000 годах регистрировалось в среднем 21 в год, а в 2011-м был поставлен рекорд — 188 толчков.

Вторая группа, которую возглавлял Николас ван дер Эльст из Земной обсерватории Ламонт-Доэрти Колумбийского университета (США), подсчитала, что по крайней мере половина землетрясений магнитудой 4,5 и больше, случившихся в пределах США в прошлом десятилетии, произошла вблизи скважин нагнетания.

Г-н Эллсворт подозревает, что возросшая активность в месторождениях природного (сланцевого) газа — путём увеличения давления флюида в поровом пространстве подземных пород — внесла изменения в то, как распределялось давление в и без того склонных к землетрясениям областях. Уже существовавшие там разломы оказались дополнительно смазаны, из-за чего им стало легче треснуть.

Предыдущие исследования уже связывали гидроразрывы пласта (ГРП) в районе этих скважин с землетрясениями по соседству. По словам г-на Эллсворта, новые методы добычи, предполагающие использование жидкостей под высоким давлением для раскалывания породы и освобождения запертого под их толщей природного газа, никогда не производили землетрясения сильнее 3,6. Он считает, что дело не в собственно ГРП-технологии, а в том, как избавляются от отработанной воды — закачивая её в соседние породы.

По-видимому, лишь небольшая часть из 30 с лишним тысяч таких «колодцев» в США вызывает опасения. Выяснить, какие области находятся в зоне риска, полагает г-н ван дер Эльст, можно было бы, изучив, что происходит после крупных землетрясений (магнитудой 8,0 и выше) по всему миру, то есть тех, которые в последние годы случались в Японии, Чили и на Суматре.

Волны от подобных катаклизмов расходятся по всей поверхности планеты. Большинство буровых они практически не затрагивают, но иногда приводят к серии небольших толчков, за которыми — несколько месяцев спустя — могут последовать более крупные землетрясения уже местного происхождения. По словам г-на ван дер Эльста, такой тремор может послужить предупреждением о том, что скважина нагнетания вот-вот перегрузит соседние разломы.

Впрочем, это не слишком надёжный метод. Сейсмолог Иван Вонг, вице-президент консалтинговой фирмы URS (США), отмечает, что исследование г-на ван дер Эльста можно назвать новаторским, но в некоторых случаях, поясняет он, именно буровые скважины приводят к сильным землетрясениям без предупреждающих серий толчков. Сейсмолог Стивен Хортон из Мемфисского университета (США) тоже считает, что скважины нагнетания способны порождать землетрясения по меньшей мере двумя способами.

Наконец, в третьей статье геофизик Эмили Бродски из Калифорнийского университета в Санта-Крусе (США) рассказывает об изучении геотермического поля Солтон-Си, где вода закачивается в южную часть калифорнийского разлома Сан-Адреас, чтобы превратиться в пар благодаря теплу земных недр и привести в движение турбины электростанции. (Да-да, геотермальная энергетика тоже повинна!) Г-жа Бродски обнаружила, что скорость, с которой теряется вода в процессе выработки электричества, хорошо коррелирует с частотой землетрясений.

В конечном счёте подобные данные должны стать руководством к действию для руководящих организаций, дабы снизить сейсмические риски. «А то у нас одна говорильня», — сетует г-жа Бродски.

Подготовлено по материалам Nature News.