Работа геотермальных электростанций может привести к землетрясениям

К одной из распространённых техногенных причин землетрясений относят работу геотермальных электростанций. В норме их магнитуда не превышает 2 балла, но случаются исключения. Так, магнитуда самого мощного землетрясения в Европе, обусловленного именно работой станции, достигла 3,4. А в Южной Корее в 2017 году при запуске геотермальной электростанции и вовсе встряхнуло до 5,4!

Технология работы станций выстраивается на использование двух скважин: в одну закачивается холодная вода, из другой наружу из подземных источников поднимается кипяток. Иногда в процессе закачки жидкости в скважины в окрестностях наблюдаются небольшие землетрясения. Учёные выяснили новые подробности и ещё раз уточнили причины подобных явлений.

Специалисты из Колумбийского университета (Нью-Йорк) для исследования таких землетрясений предложили использовать алгоритмы машинного обучения (один из методов искусственного интеллекта, для которого используются средства математической статистики, численных методов, методов оптимизации, теории вероятностей, техники работы с данными в цифровой форме). Они проанализировали за 3 года (2012 - 2014 гг.) данные сейсмических измерений в геотермальным поле, которое расположено недалеко от Сан-Франциско. На поле работают 22 станции и более 350 скважин. За это время геофизики отследили 46 000 слабых подземных толчков магнитудой от 0,3 до 1,5, сообщает Science Advances. Сигналы в дальнейшем использовались для алгоритмов машинного обучения.

Пройдя весь сложный процесс – от обработки каждого сейсмического сигнала до составления общих закономерностей возникновения и развития землетрясений, эксперты в конечном итоге выделили 4 группы землетрясений. Две группы находились в зависимости от сезонных изменений объема закачиваемой в скважину воды: пик более сильных землетрясений приходился на зиму и максимальному объёму закачанной воды, и наоборот, меньше всего толчков отмечалось в тёплый период года при минимальном объёме закачке воды. Третья группа землетрясений отмечалась, когда в регионе стояла аномально засушливая погода. Горные породы ощутимо реагировали на скорость закачки воды – это причина для четвёртого вида землетрясения.

Результаты исследования оказались неоценимым подспорьем для корректировки работы геотермальных станций. Процесс закачки в скважины станций воды должен чётко регулироваться. Методы машинного обучения учёные предлагают использовать не только для описания и объяснения землетрясений, но и для их прогнозирования.