Giriş: Tectonic Plakları Ötesinde

Depremlerin büyük çoğunluğu doğal tectonic proseslerden kaynaklanır - Dünya plakalarının yavaş, taşlama hareketi. Ancak, bazı insan faaliyetlerinin kriz veya yaygınlaşmadığını doğrulamaktadır. Bu fenomen, indüklenen sismiklik olarak bilinen, küresel olarak kritik bir çalışma alanı haline geldi.

İndüklenen depremler genellikle doğal tektonik yarıkeslerden daha küçüktür, ancak hala yapısal hasarlara neden olabilirler, topluluklara zarar verebilir ve halk kaygısını artırabilirler. Bazı durumlarda, birincil mekanizmaları inceleyerek - pore basıncındaki değişiklikler, stres yeniden dağıtımını ve kitlesel yüklemeye - hangi aktivitelerin en büyük sismik riskleri ve onları nasıl hafifletebileceğini belirleyebiliriz.

Seismicity nedir?

İndüklenmiş sismiklik, doğrudan veya dolaylı olarak insan eylemleri tarafından tetiklenen depremlere atıfta bulunur. Doğal depremlerden gelen önemli fark, Dünya'nın güven durumuna insan kaynaklı bir değişimdir.

  • [FONT:0)Increased pore sıvı basıncı: Akışkanlar hata uçakları boyunca etkili stresi azaltır, daha büyük ölçüde kaybolur.
  • [FONT:0]Mass yükleme:[Döntgenler ağırlıkları veya malzeme alternatifleri dikey ve yatay stresler çıkar.
  • [FONT:0)Malzeme: 0[Dönetici: 1) Madencilik, yarıkır veya hidrokarbon çıkarma, önceden desteklenen stresleri destekleyen kaya veya sıvıyı ortadan kaldırır.
  • [FONT:0)Doğru patlama veya titreşim:[Dönetici:[Dönetici: 0) Patlamalar ve ağır makineler şu anda stres koşullarını değiştirebilir, ancak bu etkiler genellikle sığ ve küçük olsa da.

Eleştirel olarak, indüklenen depremler önceden ortaya çıkıyor - insan aktivitesi yeni hata hatları yaratmaz, ancak depolamak için anahtartonik strese bağlıdır. Olayın büyüklüğü kaynar segmentin uzunluğu ve yönelimine bağlıdır.

Büyük İnsan Aktiviteleri Depremleri Etkileyen

Aşağıda, indüklenmiş sismikliğin en iyi sınıflarını araştırıyoruz.Her biri farklı mekanizmalar, coğrafi desenler ve risk profilleri vardır.

1. Reservoir-Indük Seismicity

Büyük rezervuarları geride bırakabilirler iki ana süreçte depremleri tetikleyebilir: suyun doğrudan ağırlığı (yükleme) ve suların alt kayalara (pore basıncı) bağlı olarak, ek kütle dikey stresi artırır, su kırıkları lubric hataları ve etkili normal stres azaltır. Seismic olaylarına bağlı olarak, su seviyesi değişikliklerine bağlı olarak kısa sürede başlayabilir.

[FONT:0) İmkansız örnekler:[Dönemli:[Dönemli: 1)

  • [FONT:0]Hoover Dam[[Dönetici:0] (Nevada/Arizona) 1939 yılında en büyük 5,5 büyüklüğü ile ilişkilendirilmiştir.
  • [0]Kariba Dam [Dönetici:0) [Dönetici:0)) (Zambia/Zimbabwe) 1963 yılında büyük rezervuar kaynaklı olaylardan biri olmuştur.
  • [FONT=0]Koyna Dam[[Dönetici: 1 ) (Hindistan) bir ders kitabı olarak kabul edilir; 1967'de yaklaşık 200 kişi öldürdü ve büyük rezervuarların sis izleme ihtiyacı vurguladı.
  • [0]Zipingpu Dam [Çince] [Çin) 2008 Wenchuan Depremi (magnitude 7.9) tetiklediği olası rolü tartıştı.

Reservoir-indüklenmiş sismiklik şimdi sismik olarak aktif bölgelerde baraj tasarımına faktörlenmiştir. İzleme ağları, erken hata aktivasyon belirtileri tespit etmeye yardımcı olur, operatörlerin su seviyelerinin aniden aniden ani ayarlamasına izin verir.

2. Madencilik ve Quarrying

Yeraltı ve yüzey madenciliği büyük miktarda kaya çıkarır, stres alanını değiştirir. Madenlerin tepeleri veya boşlukları küçük tremorlerden 5 ruptures kadar değişen sismik olaylar üretebilir. Derin madenlerde, stres repaksiyonu kazıdan uzak durabilir.

[FONT=0]Common tetikleyicileri: [Dönem: [Dönemli: 1]

  • [FONT:0)Oda-ve-pillar madenciliği:) Ayaklar başarısız olduğu gibi, aşırı uçlu strata molası, sismik dalgalar üretmiştir.
  • [FONT:0]Longwall madenciliği: [Dönetici: [Düzgömürücük yüzünün arkasındaki çatı kayanın örtüsü sürekli, düşük seviyeli sismiklik ve fırsat verici daha büyük olaylar yaratıyor.
  • [FONT:0) Açık-pit madenciliği: [Döntilmiş ve kaya çıkarması, yakın hataları ve stres salıvermesine neden olabilir.

En iyi bilinen madencilik kaynaklı sismik bölgelerden biri, 1976'da Stoke-on-Trent'te 4.6.000'de bir büyük olay olduğu gibi, derin madencilik düzenli olarak 5.5'e kadar olayları üretiyor.

Modern madencilik operasyonları aktif bölgeleri haritalamak, ayıklama dizilerini değiştirmek ve işçilere erken uyarıları sağlamak için sismik izleme kullanır.

3. Hidrolik Fracturing (Fracking)

Hidrolik fracturing veya rakking, su enjekte etmeyi, kumu ve yüksek basınçta düşük verimsiz kaya formlarını (örneğin gölge gibi) serbest bırakmak için yüksek baskıya neden oluyor. Süreç kendi mikrosemizmik olaylar yaratır - genellikle çok küçük hissedilir - ancak onlara ulaşırsa daha büyük bir enjeksiyonu da büyük bir şekilde tetikleyebilir.

[FONT=0)Gön noktaları:[Dönem:[Dönem: 1)

  • Fracking-indükli depremler genellikle 3 veya daha küçük, ancak büyüklüğü 4.6'ya kadar olaylar kaydedildi (örneğin, Eagle Ford Shale, Texas'taki 2019 olayı).
  • Risk, rakking yakın yakın mesafede meydana geldiğinde daha yüksektir (<1 km) kritik stresli hataların.
  • Fracking operations now common use “traffic light” protokolleri: sismiklik belirli bir eşiği aşıyorsa (örneğin, büyüklük 2.0), enjeksiyon duraklanır veya azaltılır.

Diğer enjeksiyon faaliyetlerine kıyasla, indüklenmiş depremlerin daha küçük bir payı için rakking hesapları, ancak görünürlüğü ve tartışma nedeniyle kamu dikkatini dağıtmayı başarır.

4. Atıksu Enjeksiyonu (Deep Well Disposal)

Atıksu enjeksiyonu - su ya da diğer sıvıları derin geologic formasyonlara - en büyük ve en yaygın indüklenmiş depremlerle bağlantılıydı. fenomen orta2000'lerde Amerika Birleşik Devletleri'nde ulusal dikkat aldı, merkezi Oklahoma deprem oranı göksel olarak.

[0] Neden atık su enjeksiyonu rakking'den daha risklidir: ).

  • Daha büyük sıvı hacimleri daha uzun süreler ( aylar ila yıllar) enjekte edilir.
  • Enjeksiyon genellikle derin bir selam aquifers doğrudan bodrum hatalarına bitişiktir.
  • Pore basıncı geniş alanlardan yayılabilir, enjeksiyondan çok daha fazla hata tetikleyebilir.

[FONT:0) İmkansız örnekler:[Dönemli:[Dönemli: 1)

  • [FONT=0)Oklahoma, ABD: [Dönetici 2009 yılından önce devlet yılda 2 büyüklükteki depremler hakkında ortalama olarak azaldı. 2015 yılında en büyük olay, Prag'ın yakınında 5.8 deprem oldu, Oklahoma, 2011'de, daha sonra düzenleyici kesintileri dramatik bir şekilde azaldı.
  • [FONT=0) Renkliado/Rocky Mountain Arsenal: [Dönetici: [Dönetici] 1960'larda ABD Ordusu derin bir kuyuya enjekte etti, büyük bir 4.9 depremi tetikledi.
  • [FONT:0)Basel, İsviçre: [Döntilmiş Jeotermal sistem, EGS) 2006 yılında sıcak kristal kayaya enjekte edildi ve proje askıya alındı ve şirket sonunda küçük hasar için tazminat ödedi.
  • [FONT, Güney Kore: [Döntgen: [Döntgen: 0] 2017 yılında bir EGS projesinin büyük bir 5.4 depremi tetiklediğine inanılıyor.

Atıksu enjeksiyonu, alacaklımdaki formasyonun bir hatayla hidrolik bağlantıda olup olmadığını bile mütevazı enjeksiyon oranlarının bile tectonik stresin rahatsız olabileceğini kanıtlamıştır. Düzenleme yanıtları moratoriums, enjeksiyon limitleri ve zorunlu sismik izleme ağları içeriyordu.

5. Geoterm Enerji Ekstraksiyonu

Gelişmiş jeotermal sistemler (EGS) ve daha az ölçüde, geleneksel jeotermal bitkiler sıcak kayaya enjekte ederek sismikliği teşvik edebilir, termal sözleşme ve kırık kaymaya neden olur ve daha fazla pore baskısını arttırırken. EGS, aynı akışkan baskıyı aktif hale getirir.

[FONT=0)[[0]

  • [FONT:0)Basel (Switzerland) EGS projesi: [Dönetici: 1) Yukarıdaki Erkekler, 3,4 olayı pilotu sona erdirdi.
  • [03.2015:0)Pohang (Güney Kore) EGS: Büyüklük 5.4 olay, EGS için küresel olarak sismik güvenlik faktörünü yarıya düşürmüştü.
  • [FONT:0] Geysers (California): ), sıvı geri çekilme ve enjeksiyon nedeniyle yüzlerce küçük deprem üretti - “prodüklenmiş sismiklik” olarak adlandırılan bir süreçtir.

Jeotermal endüstrisi, “yumuş uyarı” teknikleri (örneğin, daha düşük enjeksiyon oranları, döngü enjeksiyonu) ve gerçek zamanlı sismik tehlike değerlendirmelerini kamu güvenliği ile yenilenebilir enerji hedeflerini dengelemek için geliştiriyor.

6. Karbon Yakası ve Depolama (CCS)

Derin jeolojik formlarda CO2'nin toplanması, Kuzey Denizi'ndeki büyük miktardaki süperktik sıvıyı enjekte etmek, su enjeksiyonu için benzer şekillerdeki baskıyı artırmaktır.Bİzmirlerin riski hala birkaç olsa da, indüklenen sismikliğin riski Kuzey Denizi'nde ve onshore salin aquifers mikroseismicityalitesinde önemli bir engeldir.

7. Groundwater Ekstraksiyon ve Petrol / Silahlar Depletion

Enjeksiyon manşetlere hükmedirken, sıvı geri çekilme de depremlere neden olabilir. Removing ⁇ veya Hidrokarbonlar, hassas veya sübvansiyona neden olabilir - ancak bazı durumlarda, etkili stresdeki değişimin olumlu olup olmadığını da artırabilir.

  • [FONT=0]California'nın Merkez Vadisi: Tarım için pompalanan Extensive ⁇ pompalama San Andreas hata sistemi (e.g., Bakersfield yakınında) boyunca sığ sismik olaylarla bağlantılıydı.
  • [FONT:0] Hollanda'daki Groningen gaz alanı: Büyük bir sandstone rezervuarından çıkarma ve önceden ortaya çıkan hataların düşmesine neden oldu.

8. Nükleer Patlamalar

Yeraltı nükleer testleri depremleri şok dalgasıyla ve stresin yeniden dağıtılmasıyla tetikleyebilir. Örneğin ABD tarafından yapılan HES:0)Operation Plowshare[D 1: 1) Nevada'daki testlerden kaynaklanan testler; 1.7-kilotonurT:2Diana testi) (1962), birkaç hatayla uzaktan alan, nükleer patlamalardan kaynaklanan olaylar diğer insan aktivitelerine kıyasla daha sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık ve küçük.

Detaylı Bilgide Mekanizmalar: Insan Eylemleri Neden Hatası

Pore Basınç Diffüzyon

En çok indüklenen sismiklik, arkadan baskı değişiklikleri ile yönlendirilir. Akışkanlık bir göz ardı edildiğinde, baskının iyi şekilde yayılmasından dışlanır.Süresel darbe cephede kritik bir şekilde vurgulanırsa, hatadaki etkili normal stres de azalır, depremin büyüklüğü kritik bir şekilde vurgulanır.

Oklahoma'daki atık su enjeksiyonu, Wilzetta hatası bölgesi ve diğer önceden gelişmekte olan yapılar boyunca depremleri tetikleyen geleneksel bir pore basıncı diffüzyon örneğidir.

Elastik Stres Transfer (Loading)

Dünya yüzeyine ağırlık eklemek - bir rezervuar veya benim kaybımın bir ayağı gibi - dikey stres yaratır. Bu, Poisson'un etkisi nedeniyle, Poisson'un etkisi nedeniyle, yatay stresleri artırmakta ve geometriye bağlıdır.Reservoir-indükli sismiklik genellikle birlikte hareket eden ve pore baskı etkilerini içerir.

Subsidence and Compaction

Akışkanlar veya sağlamlar kaldırıldığında (petrol, su, kömür), kalan kaya kompaktları. stresdeki değişiklikler, özellikle de çok zayıf tabakalarla sediygar bazinlar halinde, gaz çıkarma nedeniyle, rezervuar ve aşırıburden binlerce küçük depremleri tetikleyebilir.

Mitigation Strategies ve En İyi Uygulama

İndüklenmiş sismiklik yönetilebilir, ancak ortadan kaldırılamaz. Anahtar, yerel tektonik ayarı anlamak ve doğrudan büyük, eleştirel bir hataya bağlı olan formlara enjekte etmektir.

  • [FONT:0)Öyle işbirliği sonrası sismik tehlike değerlendirmesi: Yerel hataları, stres rejimini ve operasyon başlamadan önce temel sismikliği karakterize eder.
  • [FONT=0]Traffic ışık sistemleri: Gerçek zamanlı izleme, önceden tanımlanmış büyüklükteki eşleri aşıyorsa, “kırmızı” seviyesini aşıyor (örneğin, büyüklüğü 2.5-3.0), operasyonlar duraklanır veya enjeksiyon oranları azalır.
  • [FONT=0)Injeksiyon oranı kontrolü: [DÜDÜDÜDÜSÜDÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜ:0)İzleme oranı kontrolü:[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜ) Aşağı Oranları ve Çevrimsel enjeksiyonu, geri yüklemeyi azaltıp, dissipate baskı için zaman verir.
  • [FONT:0)Eh yerleştirme:[Dönetici:[Dönetici:0) Aktif hatalardan kaçının ve sıvı enjekte edilen sıvıların terk edilmiş kuyular veya kırıklar yoluyla göçememesini sağlar.
  • [FONT:0]Kamu iletişimi ve şeffaflığı:[Döneticileri Paylaşın, topluma danışın ve potansiyel hasar için tazminat çerçevelerini sağlayın.

Yüksek indüklenmiş sismik riskle ilgili yargılayıcı çerçeveler (örneğin, Oklahoma, Ohio, Birleşik Krallık, İsviçre, Hollanda) şimdi operatörlerin bu protokolleri izin koşulları olarak uygulamalarını gerektirir.

Sonuç: İnsan Seismic Footprint

İnsan aktiviteleri depremleri tetikleyen bir ölçülebilir güç haline geldi, özellikle de yoğun izleme ağları ile hızla ilerliyordu ve operatörler şimdi riskin azaltılması için araçlar var: Dünya'nın güvendiği veya stresin bazı sismik risk taşıyor.

Toplum enerji, su ve mineral kaynakları takip ederken, küçük streslere karşı faydaları tartmalıyız. Dikkatli düzenlemeler ve şeffaf iletişim ile çiftleştirmeliyiz, deprem frekansı ve yoğunluk üzerindeki insan etkisini en aza indirebiliriz. Dünya'nın tektonik güçleri her zaman büyük resmi hakim olacak, ancak küçük streslerimiz bile önemli olduğunu öğrendik.

Ayrıca okuma ve referanslar

  • [FONT:0)USGS: Indük Depremler Genel Bakış).
  • [FONT:0)IRIS: Indük Seismicity Fact Sheet[DÜT:1).
  • [FONT:0) Doğabilimi: İndüklenmiş sismiklik ().
  • [0]ETH Zurich: Basel EGS Depremi (2006)).
  • [0] Londra Jeolojik Topluluğu: İndük Seismicity[Döntilmiş 1]