在俄克拉荷马州、德克萨斯州、堪萨斯州和其他少数几个州，石油和天然气生产引发了前所未有的地震激增。俄克拉荷马州曾经平均每年发生一到两次地震，但在2015年，地震次数接近900次。与此同时，美国中部和东部（长期以来被认为是地震活动较少的地区）的地震发生率从每年29次上升到1000多次。
地震已造成人员伤亡，房屋受损，并引发集体诉讼。但鉴于石油和天然气生产预计不会在短期内停止，这些地震事件可能也不会停止。为了应对这种情况，学术研究人员、联邦政府、能源公司和监管机构已经动员起来，试图降低诱发地震的频率和强度——最近一系列论文和其他发现表明，他们已经取得了快速进展，尽管许多问题仍然存在。
科学家自20世纪60年代以来就已了解到，以高压向地下注入液体会导致地震。在大多数情况下，引发震动的不是石油和天然气岩层的液压破碎（或压裂），而是相关的废水注入过程。例如，俄克拉荷马州的油井（无论是否经过压裂）每生产一桶石油，就会产生10桶或更多的地下水。公司将水和其他副产品从石油中分离出来，然后通过废水井将其注入地下（这一步骤旨在保护土壤和地表水）。但这些注入会产生压力，通过抵消将断层连接在一起的摩擦力来诱发地震。随着俄克拉荷马州和许多其他州进入最近的能源繁荣期，注入废水井的液体量迅速增长。
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俄克拉荷马州布拉格，2015年3月；俄克拉荷马州科伊尔，2016年1月；俄克拉荷马州麦克劳德，2016年2月；俄克拉荷马州波尼，2016年9月。图片来源：Nick Oxford Redux Pictures (布拉格)；J Pat Carter Getty Images (科伊尔，麦克劳德)；David Bitton AP Photo (波尼)
该团队发现，相对于地面自然构造应力，在特定方向上定向的断层最容易变得活跃。处于临界应力状态的断层——即，在来自正确方向的足够自然力作用下——可能只需要惊人地小的额外力就会破裂。（将其与放在桌子上的砖块进行比较。如果您向下压砖块，它不会移动。但是，如果您从侧面轻推它，它就会在桌子上滑动。）斯坦福大学博士候选人、2016年10月在地球物理研究快报上发表的德克萨斯州应力图的主要作者 Jens-Erik Lund Snee 说，这种压力可能低至每平方英寸几磅（psi）。Lund Snee 希望公司和监管机构将这些应力图与断层图配对，以了解废水注入最有可能在何处引起地震——然后避开这些区域。
这项研究的一个局限性是，德克萨斯州和俄克拉荷马州的许多地震发生在以前未绘制地图的断层上。然而，能源公司可能能够使用斯坦福大学团队的数据，因为他们通常比学术科学家或监管机构更了解地下情况。“这并不能解决问题，但它确实朝着解决问题迈出了一大步，”达拉斯南方卫理公会大学研究人为地震的地震学家 Heather DeShon 说。
研究人员还在调查安装密集地震监测网络的益处，该网络可以探测井附近的微小地震。这可能使公司或监管机构能够在地震变大之前迅速采取行动以减少注入量，德克萨斯州目前正在安装这样的网络。与此同时，一些科学家建议仅将废液注入到自然封闭的地下深层断层中。其他专家也在弄清楚不同区域在诱发地震活动之前可以承受的确切注入压力方面取得了进展。
当科学家们研究务实的解决方案时，俄克拉荷马州仍在震动。州地震学家杰克·沃尔特表示，各种新发现将在长期内有所帮助，但他专注于寻找短期答案。自2015年以来，俄克拉荷马州削减了注入量，并在某些情况下暂停了地震带附近的废水处理，以努力减轻地震。尽管该州的地震发生率随后在2016年有所放缓，但震级却有所增强。为什么？一种解释可能是，随着废水注入产生的高压区继续像纸巾上的水滴一样在地下扩散，它们会遇到新的，有时是更大的断层。因此，尽管已经取得了进展，沃尔特说，“我们还没有走出困境。”