今年，俄克拉荷马州已经发生了超过 230 次震级大于 3.0 的地震。在 2008 年之前，该州平均每年发生一次这样的地震。地震活动的激增让居民和专家都在思考其根本原因。
过去的研究表明，该州各地石油钻探和水力压裂现场的废水注入等过程可能会引发少量地震，但科学家们一直未能将一些较远或较强的地震与这些有时很遥远的废水井具体联系起来。直到现在。
今天发表在《科学》杂志上的一项研究解释了废水注入点——即石油钻探和水力压裂过程中产生的有毒废水被注入地下不透水岩层之间，以避免污染淡水的区域——如何可能导致有时是灾难性的地震事件急剧增加。“在一个像这样广阔的区域发生如此多的地震，这真是前所未有的，”康奈尔大学的研究合著者杰弗里·艾伯斯说。“我们看到的大多数大型地震序列要么是主震和大量余震，要么可能发生在火山系统或地热系统中心的正下方。因此，您可能会看到小规模的群震，但没有任何真正像这样分散且持续的现象。”
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事能够继续存在。
艾伯斯和他的同事挖掘了与废水注入点相关的液体流量和体积数据。然后，他们模拟了水的流动，并计算了水注入岩石的物理特性。通过这样做，该团队确定，在俄克拉荷马州的石油钻探和水力压裂中使用的一些相对较少的废水注入点，毕竟可能能够在该州各地引发相对强烈的远距离地震。“重要的是，我们看到地震分布范围更广，离井更远，并且发生在许多不同的方向，”艾伯斯观察到，“其中一些地震距离似乎是增加压力的主要井有 20 英里之遥。”
自 20 世纪 60 年代以来，科学家们就已知道废水注入（在此过程中，数百万桶废水被强行注入处理井）会通过增加地下流体压力来引发地震。艾伯斯解释说，压力的增加会降低断层的摩擦强度，使其滑动。
俄克拉荷马州地质调查局的地震学家奥斯汀·荷兰没有参与这项研究，他说可能有大量因素影响地震。但与这篇新论文的作者一样，他也发现了将俄克拉荷马州地震与石油和天然气活动具体联系起来的证据。“我们当然有来自石油和天然气的贡献，但问题是有多少，范围有多广以及这是如何发生的，”他说。“这项研究肯定有助于提高我们对俄克拉荷马州正在发生的事情的科学讨论的理解。”
废水注入点的数量似乎也在不断增加，艾伯斯指出，2004 年至 2008 年间，允许的废水注入率翻了一番，此后很可能还在增加。他说，过去几年德克萨斯州的几次地震都与废水注入有关，但这些事件的规模与俄克拉荷马州正在发生的事情相比相形见绌。在俄亥俄州、犹他州、科罗拉多州和不列颠哥伦比亚省，也都有记录在案的废水注入驱动地震的案例，所有这些都发生在过去一年左右。
荷兰补充说，这些事件需要政治和社会讨论。“在俄克拉荷马州生产石油和天然气到底有多重要，为了生产我们习惯生产的石油和天然气，我们是否愿意处理这些处理井的问题？”他问道。
艾伯斯指出，需要对该主题进行持续研究，以更好地理解这些过程的复杂性，因为它们将持续到未来。“我认为，美国中部地区地震增加的速度确实非同寻常，并且还在持续，但这绝不是对此事的最后定论，”艾伯斯评论道。“显然那里正在发生一些重要的事情，我们需要密切关注，我们需要努力理解。”