การเพิ่มขึ้นของแผ่นดินไหวที่เกิดจากการฉีดในสหรัฐอเมริกา

ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมาผู้คนที่อาศัยอยู่ในอเมริกากลางประสบแผ่นดินไหวขนาดเล็กถึงปานกลางจำนวนมากขึ้นกว่าที่เคยเป็นมา ตัวอย่างเช่นแม้ว่ารัฐโอคลาโฮมาอยู่ไกลจากรอยต่อระหว่างแผ่นเปลือกโลก แต่กิจกรรมแผ่นดินไหวเริ่มเพิ่มขึ้นในปี 2009 และจุดสูงสุดในช่วงปี 2015 ถึงต้นปี 2559 ก่อนปี 2009 รัฐโอคลาโฮมามักประสบกับแผ่นดินไหวขนาดเล็กเพียงหนึ่งหรือสองแห่งเท่านั้น ต่อปี. ภายในปี 2558 จำนวนนั้นเพิ่มขึ้นเป็นแผ่นดินไหวมากกว่า 900 แห่งต่อปีซึ่ง 30 ในนั้นมีช่วงเวลาที่ยิ่งใหญ่กว่า 4.0 (ซึ่งแข็งแกร่งพอที่จะทำให้เกิดการล่มสลาย) แผ่นดินไหวครั้งหนึ่งที่มีขนาด 5.7 นัดใกล้กับเมืองปรากเมือง Okla ในปี 2554 โดยมีข้อผิดพลาดเกิดขึ้นก่อนหน้านี้และสร้างความเสียหายอย่างรุนแรงต่อบ้านเรือนและอาคารเรียนหลายแห่ง ในช่วงหกปีที่ผ่านมามีรายงานมากกว่า 1,500 เหตุการณ์เกี่ยวกับการเขย่าแบบทำลายล้างซึ่งจัดทำในพื้นที่ที่สงบสุขก่อนหน้านี้ แผ่นดินไหวที่เพิ่มขึ้นนั้นน่าจะเกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ ประชาชนประมาณแปดล้านคนอาศัยอยู่ในพื้นที่ที่มีแผ่นดินไหวเพิ่มขึ้นและเจ้าหน้าที่ที่รับผิดชอบด้านความปลอดภัยสาธารณะต้องการเข้าใจเหตุผลของการเพิ่มขึ้นและภัยคุกคามที่อาจเกิดขึ้นกับสังคม

สาเหตุของเหตุการณ์แผ่นดินไหว

นักวิทยาศาสตร์โลกทำการท้าทายเพื่อทำความเข้าใจการเกิดแผ่นดินไหวที่ดีขึ้น หลักฐานทางวิทยาศาสตร์แสดงให้เห็นว่าแผ่นดินไหวบางส่วนเกิดจากกิจกรรมอุตสาหกรรมของมนุษย์ส่วนใหญ่มาจากการกำจัดโดยการฉีดน้ำเสียเค็มที่สกัดด้วยน้ำมันและก๊าซในหลุมผลิต แผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นส่วนใหญ่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของแรงดันของเหลวใกล้กับความผิดปกติที่มีอยู่ก่อนหน้า น้ำเสียในบ่อกำจัดน้ำลึกมักจะอยู่ไกลกว่าหนึ่งไมล์ใต้ดินและการกำจัดน้ำเสียจะเพิ่มแรงดันของของเหลวที่มีอยู่ในรูพรุนแล้ว ความดันนั้นเพิ่มขึ้น unclamped หรือทำให้ข้อผิดพลาดอ่อนแอลงซึ่งจะทำให้แผ่นดินไหวเกิดขึ้นได้ง่ายขึ้น

สมมติฐานที่อธิบายสาเหตุของการเกิดแผ่นดินไหวได้รับการตรวจสอบในปี 1969 Rangely, Colo. การทดลองที่ความดันของเหลวในอ่างเก็บน้ำถูกยกขึ้นและลดลงโดยการปั๊ม แผ่นดินไหวเกิดขึ้นบ่อยครั้งเมื่อความกดดันถูกยกขึ้นตามสมมติฐานที่ทำนายไว้และหายากเมื่อความกดดันลดลง การแตกหักแบบไฮดรอลิก (fracking) - กระบวนการกู้คืนก๊าซและปิโตรเลียมที่ใช้การฉีดของเหลวเพื่อเปิดรอยแยกในหินเพื่อให้ก๊าซหรือน้ำมันดิบที่ติดอยู่ไหลผ่านท่อไปยังหลุมที่พื้นผิว - ก็แสดงให้เห็นว่าเกิดแผ่นดินไหวและพบว่า เป็นสาเหตุหลักของการเกิดแผ่นดินไหวในบริติชโคลัมเบียและอัลเบอร์ตาตะวันตกรวมถึงบางเว็บไซต์ในสหรัฐอเมริกา Fracking เอง แต่ไม่ใช่สาเหตุหลักของการเกิดแผ่นดินไหวในโอคลาโฮมาและสถานที่อื่น ๆ ในสหรัฐอเมริกาที่เกิดแผ่นดินไหวส่วนใหญ่ เกิดจากการฉีดน้ำเสีย แผ่นดินไหวครั้งเดียวที่เกิดจากการสกัดของเหลวซึ่งเป็นเหตุการณ์ขนาด 4.8 เกิดขึ้นในเดือนตุลาคม 2554 ใกล้กับเมือง Fashing รัฐเท็กซัส แผ่นดินไหวที่ถูกเหนี่ยวนำอื่น ๆ ถูกกระตุ้นโดยการเติมของอ่างเก็บน้ำในเนวาดาและเซาท์แคโรไลนา ในกรณีส่วนใหญ่กิจกรรมอุตสาหกรรมดังกล่าวไม่ได้กระตุ้นให้เกิดแผ่นดินไหว อัตราการฉีดและปริมาตรของของไหลทิศทางของความผิดความเค้นสะสมและคุณสมบัติของหินล้วนต้องเหมาะสมที่สุดเพื่อก่อให้เกิดแผ่นดินไหว

นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาข้อบกพร่องและแผ่นดินไหวทั้งแบบธรรมชาติและแบบเหนี่ยวนำเพื่อทำความเข้าใจและคาดการณ์ขนาดและตำแหน่งของการเกิดแผ่นดินไหวในอนาคต ขนาดหรือขนาดของแผ่นดินไหวนั้นสัมพันธ์กับพื้นที่ที่เกิดการแตกร้าวของความผิดพลาด นักวิทยาศาสตร์ตรวจสอบบันทึกของตัวอย่างของการเกิดแผ่นดินไหวทางประวัติศาสตร์หลายครั้งที่เกิดขึ้นในช่วง 300 ปีที่ผ่านมาในภาคกลางและตะวันออกของสหรัฐรวมถึงเหตุการณ์-7.3 ในปี 1886 ใกล้ชาร์ลสตันเซาท์แคโรไลนาและชุดของการกระแทกประมาณ 7.5 2354-12 ใกล้นิวมาดริด, มิสซูรี่, แผ่นดินไหวในภาคตะวันออกของทวีปอเมริกาเหนือเกิดขึ้นในรูปแบบของกิจกรรมแผ่นดินไหวในฝูงชนของความผิดพลาดที่ไม่รู้จักในภาคกลางเวอร์จิเนีย, เทนเนสซีตะวันออก, แคนาดาตะวันออกและนิวอิงแลนด์ หลายเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นก่อนวันกิจกรรมอุตสาหกรรมและดังนั้นจึงมีแนวโน้มมากที่สุดที่ไม่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมของมนุษย์ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์ได้ถกเถียงกันว่าแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นสามารถทำให้เกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่จากความผิดพลาดของโบราณในบริเวณใกล้เคียงซึ่งเกิดความเครียดขึ้นหรือไม่ แผ่นดินไหว 2011, Okla., แผ่นดินไหวตอบคำถามนั้นโดยการแสดงให้เห็นว่าการเกิดแผ่นดินไหวถึงขนาด 5.7 สามารถแตกออกจากข้อบกพร่องที่มีมานานแล้วได้ ดังนั้นการปรากฏตัวของความผิดพลาดโบราณจึงเป็นปัจจัยสำคัญในการพยากรณ์ขนาดของแผ่นดินไหวอย่างแม่นยำ อย่างไรก็ตามขนาดและที่ตั้งของความผิดปกติยังคงมีความเข้าใจไม่ดีในหลาย ๆ สถานที่ทั่วทั้งภาคกลางและตะวันออกของสหรัฐเช่นโอคลาโฮมาและความพยายามทางวิทยาศาสตร์กำลังดำเนินการโดยการสำรวจทางธรณีวิทยาสหรัฐหน่วยงานรัฐและรัฐบาลกลางอื่น ๆ อุตสาหกรรมปิโตรเลียมเพื่อระบุตำแหน่งของผู้ที่อาจเป็นอันตรายที่สุด

เหตุการณ์ปราก 2011 เป็นแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นมากที่สุดในสหรัฐอเมริกาจนกระทั่งเกิดแผ่นดินไหวขนาด 5.8 ครั้งในปี 2559 ใกล้กับเมือง Pawnee รัฐโอคลาโฮมาซึ่งอาจเกิดขึ้นได้ อย่างไรก็ตามแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นที่แข็งแกร่งถูกพบที่อื่น ใกล้ Koynanagar อินเดีย 2510 ขนาด 6.3- สั่นสะเทือนถูกสงสัยว่าเป็นสาเหตุที่เกิดจากน้ำระดับสูงที่เก็บไว้ในอ่างเก็บน้ำและกิจกรรมการถอน - ก๊าซในอุซเบกิสถานเป็นสาเหตุของการเกิดแผ่นดินไหวขนาด 7.0- ทำลายธรรมชาติใน 2519 และ 2527 ข้อมูลดังกล่าวชี้ให้เห็นว่าการเกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่กว่าของปรากเป็นไปได้ นอกจากนี้นักธรณีวิทยายังยอมรับความผิดพลาดและการเกิดแผ่นดินไหวก่อนประวัติศาสตร์ที่เกิดจากแผ่นดินไหวขนาด 7.0 ครั้งในโอคลาโฮมาและโคโลราโด จากการศึกษาการเกิดแผ่นดินไหวในการตกแต่งภายในแบบทวีปนอกสหรัฐอเมริกาพบว่าการเกิดแผ่นดินไหวทางธรรมชาติขนาดใหญ่นั้นเป็นไปได้ไกลจากขอบเขตของแผ่นเปลือกโลก นักวิทยาศาสตร์หลายคนเชื่อว่าแผ่นดินไหวที่ถูกเหนี่ยวนำอาจทำให้เกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่จากความผิดพลาดที่ยังไม่ได้รับการค้นพบ อย่างไรก็ตามหากเกิดเหตุการณ์ที่มีขนาดใหญ่กว่า 5.6 ผลก็น่าจะมีขนาดใกล้เคียงกับ 6.0 มากกว่า 7.0 ถึง 7.0 คล้ายกับการเกิดแผ่นดินไหวในภูมิภาคที่คล้ายกัน

การเพิ่มอันตรายจากแผ่นดินไหว

แผ่นดินไหวทั้งแบบเหนี่ยวนำและแบบธรรมชาติทำให้เกิดการสั่นไหวของพื้นในระดับใกล้เคียงกัน อย่างไรก็ตามเมื่อเปรียบเทียบกับการเกิดแผ่นดินไหวตามธรรมชาติการเกิดแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นนั้นมักจะตื้นกว่าและอาจไม่สั่นสะเทือนอย่างรุนแรงจากจุดศูนย์กลางแผ่นดินไหว แม้ว่าจะสังเกตเห็นความแตกต่างเล็กน้อยในการเขย่าระหว่างทั้งสองประเภท แต่การวิจัยเพิ่มเติมก็จำเป็นที่จะต้องเข้าใจคุณสมบัติการสั่นสะเทือนเหล่านั้น

การคาดการณ์จากการสั่นสะเทือนของพื้นดินโดยการสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐระบุว่าแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นจะเพิ่มอันตรายในโอคลาโฮมาและสถานที่อื่น ๆ ที่กระบวนการทางอุตสาหกรรมมีอิทธิพลต่อความเครียดภายในโลกดังแสดงในการพยากรณ์หนึ่งปีสำหรับแผ่นดินไหวทั้ง การคำนวณความเป็นอันตรายต้องการข้อมูลเกี่ยวกับสถานที่และความถี่ที่จะเกิดแผ่นดินไหวขนาดสูงสุดและระดับที่เป็นไปได้ของการสั่นไหวของพื้นดิน ในการคาดการณ์ความถี่ของการเหนี่ยวนำให้เกิดแผ่นดินไหวในปี 2559 นักวิทยาศาสตร์ได้พิจารณาความถี่ของแผ่นดินไหวในปี 2015 อย่างหนักโดยใช้ทฤษฎีการไหวสะเทือนแบบมาตรฐานพร้อมกับแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นที่ใหญ่ที่สุดซึ่งโดยทั่วไปคาดว่าจะมีขนาดน้อยกว่าหรือเท่ากับ 6.0 ประมาณการที่ดีกว่าของการเขย่าเพื่อแผ่นดินไหวที่ตื้น

ผลการศึกษาพบว่าโอคลาโฮมา, แคนซัส, เท็กซัส, อาร์คันซอ, นิวเม็กซิโกและโคโลราโดมีโอกาสมากกว่า 1 ใน 100 ของการเกิดความเสียหายในปี 2559 โดยมีโอกาสสูงสุด (ประมาณ 1 ใน 10) ที่เกิดขึ้นในส่วนของโอคลาโฮมา. แผ่นดินไหวที่เกิดจากการคาดการณ์แสดงให้เห็นว่าค่อนข้างมีความสามารถที่จะทำให้เกิดความเสียหายในภูมิภาคนั้นถ้ากิจกรรมอุตสาหกรรมยังคงไม่ลดลง บนพื้นฐานของการคาดการณ์เหล่านั้นมีเพียงไม่กี่คนที่ประหลาดใจเมื่อเกิดแผ่นดินไหวขนาด 5.1 ที่เกิดขึ้นใกล้กับเมือง Fairview เมือง Okla เมื่อวันที่ 13 กุมภาพันธ์

อย่างไรก็ตามความถี่แผ่นดินไหวในภูมิภาคนั้นดูเหมือนว่าจะลดลงระหว่างปี 2558 ถึง 2559 ในช่วงครึ่งแรกของปี 2559 จำนวนของแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นใกล้เมืองเออร์วิงและดัลลัสลดลงจากเหตุการณ์ที่มีขนาด 3.0 หรือมากกว่าสี่ศูนย์ การลดลงนั้นอาจเกี่ยวข้องกับราคาน้ำมัน (ซึ่งลดลงอย่างมากในปี 2558 และ 2559 ซึ่งจะช่วยลดการสกัดและการฉีดน้ำเสีย) และการดำเนินการด้านกฎระเบียบที่ลดปริมาณของน้ำเสียที่ถูกสูบเข้าไปในรูเจาะลึก ข้อมูลเบื้องต้นให้ความหวังว่าอัตราการเกิดแผ่นดินไหวจะลดลงต่อเนื่องในปี 2559 อย่างไรก็ตามกิจกรรมการฉีดยังคงดำเนินต่อไปในพื้นที่ที่มีการเกิดแผ่นดินไหวสูงและไม่มีใครทราบว่าปริมาณการฉีดที่ลดลงจะช่วยลดการเกิดแผ่นดินไหวหรือเพียงแค่ชะลอ

ในขณะที่การเพิ่มขึ้นของความถี่ที่เหนี่ยวนำให้เกิดแผ่นดินไหวเป็นที่สังเกตเห็นได้ชัดเจนที่สุดในภาคกลางของสหรัฐอเมริกาแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นก็ถูกพบในหลายพื้นที่ในแคลิฟอร์เนียรวมถึงกีย์เซอร์และพื้นที่พลังงานความร้อนใต้พิภพ Coso นอกจากนี้การศึกษาในปี 2558 แสดงให้เห็นว่ามีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยของอัตราการเกิดแผ่นดินไหวทั่วแคลิฟอร์เนียตอนใต้และระบุว่ากิจกรรมที่ถูกเหนี่ยวนำเพิ่มเติมอาจเกิดขึ้นใกล้กับพื้นที่ที่มีกิจกรรมการสกัดปิโตรเลียม เนื่องจากอัตราการเกิดแผ่นดินไหวทางธรรมชาติในพื้นที่นั้นสูงกว่าของสหรัฐฯตอนกลางมากจึงเป็นเรื่องยากที่จะระบุว่าเกิดแผ่นดินไหวใดและเกิดขึ้นตามธรรมชาติ นักวิทยาศาสตร์ยังคงตรวจสอบการเกิดแผ่นดินไหวเพื่อลดผลกระทบแผ่นดินไหวในอนาคตได้ดียิ่งขึ้น