Aardbevingen veroorzaakt door mensen vormen groeiend risico

aardbevingen3 2 2

Verwoesting in de provincie Sichuan na de 2008 Wenchuan-aardbeving, vermoedelijk veroorzaakt door industriële activiteit in een nabijgelegen reservoir. dominiqueb / Flickr

Mensen wisten dat we aardbevingen konden veroorzaken voordat we wisten wat ze waren. Zodra mensen begonnen mineralen uit de grond te graven, moeten valstrikken en instortingen in de tunnel een erkend gevaar zijn geworden.

Tegenwoordig komen aardbevingen veroorzaakt door mensen op een veel grotere schaal voor. Gebeurtenissen in de afgelopen eeuw hebben aangetoond dat mijnbouw slechts een van de vele industriële activiteiten is die aardbevingen kunnen veroorzaken die groot genoeg zijn om aanzienlijke schade en dood te veroorzaken. Het vullen van waterreservoirs achter dammen, winning van olie en gas en de productie van geothermische energie zijn slechts enkele van de moderne industriële activiteiten die getoond worden om aardbevingen te veroorzaken.

Omdat steeds meer soorten industriële activiteiten als potentieel seismogeen werden erkend, heeft de Nederlandse Aardolie Maatschappij BV, een olie- en gasbedrijf in Nederland, ons opdracht gegeven een alomvattende wereldwijde evaluatie uit te voeren van alle menselijke aardbevingen.

Ons werk verzamelde een rijk beeld van de honderden puzzelstukjes verspreid over de nationale en internationale wetenschappelijke literatuur van vele landen. De enorme breedte van industriële activiteit die potentieel seismogeen bleek te zijn, was voor veel wetenschappers een verrassing. Naarmate de schaal van de industrie toeneemt, neemt ook het probleem van geïnduceerde aardbevingen toe.

Bovendien hebben we ontdekt dat, omdat kleine aardbevingen grotere kunnen veroorzaken, industriële activiteit in zeldzame gevallen de mogelijkheid kan hebben extreem grote, schadelijke gebeurtenissen te veroorzaken.

Hoe mensen aardbevingen induceren

Als onderdeel van onze beoordeling hebben we een database samengesteld van zaken die, voor zover ons bekend, volledig zijn bijgewerkt. Op Jan. 28 zullen we dat doen laat deze database openbaar vrij. We hopen dat het de burgers over het onderwerp zal informeren en wetenschappelijk onderzoek zal stimuleren over hoe deze zeer nieuwe uitdaging voor menselijk vernuft kan worden aangepakt.


Haal het laatste uit InnerSelf


Uit onze enquête bleek dat mijnbouwgerelateerde activiteiten het grootste aantal gevallen in onze database vertegenwoordigen.

aardbevingen 2 2Aanvankelijk was mijnbouwtechnologie primitief. Mijnen waren klein en relatief ondiep. Ineenstorting van gebeurtenissen zou gering zijn geweest - hoewel dit misschien weinig troost kon zijn voor iemand die er in één was.

Maar moderne mijnen bestaan ​​op een totaal andere schaal. Kostbare mineralen worden geëxtraheerd uit mijnen die meer dan twee mijl diep kunnen zijn of zich over meerdere mijlen onder de oceanen uitstrekken. De totale hoeveelheid gesteente verwijderd door mijnbouw wereldwijd bedraagt ​​nu enkele tientallen miljarden tonnen per jaar. Dat is dubbel zoveel als 15 jaren geleden - en het zal opnieuw verdubbelen over de volgende 15. Ondertussen is een groot deel van de kolen die de industrie in de wereld van brandstof voorziet al uitgeput van ondiepe lagen en mijnen moeten groter en dieper worden om aan de vraag te voldoen.

Naarmate de mijnen groeien, worden mijngerelateerde aardbevingen groter en frequenter. Schade en dodelijke ongelukken worden ook groter. Honderden doden in de afgelopen decennia in kolen- en mineraalmijnen voorgekomen als gevolg van aardbevingen tot magnitude 6.1 die zijn geïnduceerd.

Andere activiteiten die aardbevingen kunnen veroorzaken zijn onder meer het bouwen van zware bovenbouwen. De 700-megaton Taipei 101-gebouw, opgegroeid in Taiwan in de 1990s, kreeg de schuld van de toenemende frequentie en omvang van nabijgelegen aardbevingen.

Sinds de vroege 20e eeuw is het duidelijk dat het opvullen van grote waterreservoirs potentieel gevaarlijke aardbevingen kan veroorzaken. Dit kwam tragisch in beeld in 1967 toen, net vijf jaar na het vullen van het 32-mijllange Koyna-reservoir in West-India, een magnitude 6.3-aardbeving heeft toegeslagen, waarbij op zijn minst 180-mensen worden gedood en de dam wordt beschadigd.

Gedurende de volgende decennia ging de aanhoudende cyclische aardbevingsactiviteit gepaard met stijgingen en dalingen in de jaarlijkse cyclus op reservoirniveau. Een aardbeving groter dan magnitude 5 vindt daar gemiddeld elke vier jaar plaats. Uit ons rapport bleek dat tot op heden sommige 170-reservoirs over de hele wereld naar verluidt aardbevingsactiviteit hebben veroorzaakt.

aardbevingen2 2 2De productie van olie en gas was betrokken bij verschillende destructieve aardbevingen in het magnitude 6-bereik in Californië. Deze industrie wordt steeds seismogeener terwijl olie- en gasvelden uitgeput raken. In dergelijke velden worden naast de massaverwijdering door productie ook vloeistoffen geïnjecteerd om de laatste koolwaterstoffen weg te spoelen en om de grote hoeveelheden zout water af te voeren die gepaard gaan met productie in aflopende velden.

Een relatief nieuwe technologie in olie en gas is hydraulisch breken met schaliegas, of fracken, dat door de aard zelf kleine aardbevingen veroorzaakt als de steenbreuken. Af en toe, dit kan leiden tot een aardbeving met een grotere omvang als de geïnjecteerde vloeistoffen lekken in een fout die al wordt benadrukt door geologische processen.

De grootste aan fracking gerelateerde aardbeving die tot nu toe is gemeld, vond plaats in Canada, met een magnitude van 4.6. In Oklahoma zijn meerdere processen tegelijkertijd aan de gang, waaronder olie- en gasproductie, afvalwaterverwerking en fracking. Daar hebben aardbevingen zo groot als magnitude 5.7 gerammelde wolkenkrabbers die werden opgericht lang voordat een dergelijke seismiciteit werd verwacht. Als in de toekomst een dergelijke aardbeving in Europa wordt veroorzaakt, kan dit worden gevoeld in de hoofdsteden van verschillende landen.

Ons onderzoek toont aan dat de productie van geothermische stoom en water in verband is gebracht met aardbevingen tot magnitude 6.6 in het Cerro Prieto Field, Mexico. Geothermische energie wordt niet door natuurlijke processen vernieuwd op het tijdsschema van een mensenlevensduur, dus moet water opnieuw ondergronds worden geïnjecteerd om een ​​continue toevoer te verzekeren. Dit proces lijkt zelfs meer seismogeen te zijn dan productie. Er zijn talloze voorbeelden van aardbevingszwermen die waterinjectie in boorgaten begeleiden, zoals bij The Geysers, Californië.

Andere ondergrondse materialen, waaronder koolstofdioxide en aardgas, veroorzaken ook seismische activiteit. Een recent project om 25 procent van de Spaanse aardgasbehoefte op te slaan in een oud, verlaten offshore olieveld resulteerde in het onmiddellijke begin van krachtige aardbevingsactiviteiten met evenementen tot magnitude 4.3. De dreiging die dit vormde voor de openbare veiligheid, maakte noodzakelijk stopzetting van dit project van US $ 1.8 miljard.

Wat dit betekent voor de toekomst

Tegenwoordig ontmoeten aardbevingen die worden veroorzaakt door grote industriële projecten niet langer een verrassing of zelfs een ontkenning. Integendeel, wanneer zich een gebeurtenis voordoet, kan de neiging bestaan ​​om naar een industrieel project te zoeken. In 2008 trof een aardbeving in het 8-bereik van de Ngawa Prefecture, China, doden rond 90,000-mensen, verwoestend over 100-steden en instortende huizen, wegen en bruggen. De aandacht ging snel naar de nabijgelegen Zipingpu-dam, waarvan het reservoir slechts een paar maanden eerder was gevuld, hoewel de link tussen de aardbeving en het reservoir nog moet worden bewezen.

De minimale hoeveelheid stressbelasting die wetenschappers denken nodig te hebben om aardbevingen te induceren, gaat gestaag naar beneden. De grote Three Gorges Dam in China, die nu 10 kubieke mijlen water opslokt, is al geassocieerd met aardbevingen zo groot als magnitude 4.6 en is onder nauwlettend toezicht.

Wetenschappers krijgen nu een aantal spannende uitdagingen aangeboden. Aardbevingen kunnen een "vlindereffect" produceren: kleine veranderingen kunnen grote gevolgen hebben. Aldus kan niet alleen een overvloed aan menselijke activiteiten de aardkorst belasten met stress, maar slechts kleine toevoegingen kunnen de laatste druppel worden die de rug van de kameel verbreekt, en grote aardbevingen veroorzaken die de geaccumuleerde spanning vrijgeven die door eeuwen van geologische processen op geologische fouten is geladen. Of of wanneer die stress bij een aardbeving op natuurlijke wijze zou zijn losgelaten, is een uitdagende vraag.

Een aardbeving in het 5-bereik van magnitude geeft evenveel energie vrij als de atoombom op HNNNNXX in Hiroshima. Een aardbeving in het 1945-bereik van magnitude geeft evenveel energie vrij als het grootste kernwapen ooit getest, de Tsar Bomba-test uitgevoerd door de Sovjet-Unie in 7. Het risico van het veroorzaken van dergelijke aardbevingen is extreem klein, maar de gevolgen als het zou gebeuren zijn extreem groot. Dit vormt een gezondheids- en veiligheidsvraagstuk dat uniek is in de industrie voor de maximale omvang van een ramp die zich in theorie zou kunnen voordoen. Echter, zeldzame en verwoestende aardbevingen zijn een feit van het leven op onze dynamische planeet, ongeacht of er menselijke activiteit is of niet.

Ons werk suggereert dat de enige op feiten gebaseerde manier om de omvang van potentiële aardbevingen te beperken misschien is om de schaal van de projecten zelf te beperken. In de praktijk betekent dit kleinere mijnen en reservoirs, minder mineralen, olie en gas gewonnen uit velden, minder diepe boorgaten en kleinere geïnjecteerde volumes. Er moet een evenwicht worden gevonden tussen de groeiende behoefte aan energie en middelen en het risiconiveau dat aanvaardbaar is in elk individueel project.

The Conversation

Over de auteur

Gillian Foulger, hoogleraar geofysica, Durham University; Jon Gluyas,, Durham Universityen Miles Wilson, Ph.D. Student aan het departement Aardwetenschappen, Durham University

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees de originele artikel.

Verwante Boeken

{amazonWS: searchindex = Books; keywords = fracking earthquakes; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

volg InnerSelf op

facebook-icontwitter-iconrss-icoon

Ontvang de nieuwste via e-mail

{Emailcloak = off}