แผ่นดินไหวที่เกิดจากมนุษย์

การสั่นไหวในส่วนกลางของประเทศรุนแรงพอในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาจนทำให้ปล่องไฟแตกและจานชามแตกกระจาย แผ่นดินไหวที่น่าตกใจเหล่านี้อยู่ในสถานที่ซึ่งสิ่งเหล่านี้เป็นเรื่องธรรมดา (และเป็นที่น่ายินดี) เช่นเดียวกับไฮยีน่าหัวเราะ สาเหตุของพวกเขา: การฉีดของเสียที่เป็นน้ำลงไปใต้ดินซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของก๊าซธรรมชาติและการดึงน้ำมัน

สิ่งนี้สร้างความกังวลให้กับนักวิทยาศาสตร์บางคนที่มีความหวังสูงว่าจะหาวิธีลดภาวะโลกร้อนด้วยการกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่มาจากการเผาไหม้ของถ่านหิน ก๊าซ และน้ำมัน เหนือสิ่งอื่นใด การปล่อย CO2 เหล่านี้อาจเร่งให้โลกเข้าสู่ภัยพิบัติทางสภาพอากาศ เนื่องจากโซนอบอุ่นบนบกและในทะเลและสภาพอากาศเปลี่ยนไป กลยุทธ์หนึ่งที่มีแนวโน้มว่าจะควบคุมการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศคือการสูบ CO2 จำนวนมากจากโรงไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลเข้าสู่ที่เก็บใต้ดินลึกซึ่งทุกคนหวังว่าจะคงอยู่ต่อไปนับพันปี

แต่ในทางสมมาตรที่แดกดัน ซึ่งวิธีแก้ปัญหาที่นำเสนอมีผลข้างเคียงอย่างหนึ่งคือ การจัดเก็บ CO2 ทางธรณีวิทยาในระดับลึกอาจก่อให้เกิดแผ่นดินไหวได้มากหรือมากกว่าที่ปัจจุบันถูกกระตุ้นโดยการกำจัดน้ำเสียที่เกี่ยวข้องกับน้ำมันและก๊าซ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากมีการแสดงในระดับที่กว้างใหญ่ หลายคนหวังว่าจะได้เห็น

เพื่อศึกษากลไกพื้นฐานที่เกี่ยวข้อง นักวิทยาศาสตร์กำลังศึกษาลึกลงไปในความเครียดและความเครียดที่ก่อตัวขึ้นในเปลือกโลกเป็นเวลานาน สิ่งที่พวกเขาพบคือการเกิดแผ่นดินไหวเป็นเรื่องง่ายอย่างน่าทึ่ง แม้ในพื้นที่ที่เคยเกิดแผ่นดินไหวมาก่อนหรือเกือบจะเป็นเช่นนั้น

Mark Zoback นักธรณีฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดกล่าวว่า “เรามีข้อบกพร่องที่สะสมความเครียดเป็นเวลาหลายพันถึงหลายแสนปี แม้แต่ในรัฐไอโอวา” “ดังนั้นเมื่อคุณฉีดน้ำหรือแก๊สหรือของไหลใด ๆ ก็สามารถทำให้บางส่วนหลุดออกไปได้”

ในภาคกลางและภาคตะวันออกของสหรัฐฯ ตั้งแต่ปี 2513 ถึง 2543 นักธรณีวิทยาบันทึกแผ่นดินไหวโดยเฉลี่ยปีละ 20 ครั้งที่มีขนาดอย่างน้อย 3.0 ริกเตอร์ ซึ่งมากพอที่จะทำให้โคมไฟแขวนไหว จากนั้นจำนวนก็เพิ่มขึ้น: ระหว่างปี 2010 ถึง 2013 เกิดแผ่นดินไหวรุนแรงถึง 450 ครั้ง ซึ่งเป็นอัตราที่สูงกว่าปกติประมาณห้าเท่าสำหรับพื้นที่เหล่านั้นในประเทศ

แผ่นดินไหวที่เกิดจากมนุษย์

หลังจากหลายทศวรรษของการเกิดแผ่นดินไหวอย่างต่อเนื่อง (เส้นประ) ในภาคกลางและภาคตะวันออกของสหรัฐอเมริกา กิจกรรมเริ่มเพิ่มขึ้นในประมาณปี 2009 และเพิ่มเป็นห้าเท่าของอัตราปกติภายในปี 2013 อาจเป็นเพราะกิจกรรมของมนุษย์

“มีแผ่นดินไหวหลายร้อยครั้งในโอคลาโฮมาเพียงแห่งเดียว รัฐนั้นกำลังสร้างแมกนิจูดขนาด 3 เร็วกว่าที่เราอยู่ในแคลิฟอร์เนีย” วิลเลียม เอลส์เวิร์ธ ผู้เชี่ยวชาญด้านกลศาสตร์แผ่นดินไหวชั้นนำกล่าว ในห้องทำงานของเขาที่ศูนย์ภูมิภาคของสำนักงานสำรวจธรณีวิทยาสหรัฐในเมนโลพาร์ค ซึ่งอยู่ห่างจากรอยเลื่อนซานแอนเดรียสอันยิ่งใหญ่เพียงไม่กี่กิโลเมตร “เป็นประวัติการณ์”

หากถูกขอให้อธิบายการขึ้นของแผ่นดินไหว ชาวอเมริกันจำนวนมากอาจเดาว่าเป็นการ fracking ไม่มาก แต่ fracking แบ่งปันความคล้ายคลึงในครอบครัวกับผู้ร้ายหลัก เรียกอย่างเป็นทางการว่าไฮดรอลิกพร่าพราย การแตกร้าวทำให้ผู้เจาะสามารถสร้างรายได้จากหินทรายและหินดินดานที่เคยพิจารณาว่า “แน่น” เกินไปสำหรับก๊าซและน้ำมันที่จะไหลเข้าสู่บ่อได้อย่างอิสระ (SN: 9/8/12, p. 20) Fracking เป็นกระบวนการเก่าที่เพิ่งเข้าสู่การใช้งานอย่างกว้างขวาง มันขับเคลื่อนเครือข่ายของรอยแยกไปสู่การก่อตัวแบบนี้ ทีละส่วน มันกระแทกเป็นจังหวะสั้น ๆ ของน้ำแรงดันสูงมากหรือของเหลวอื่น ๆ รวมทั้งกรวดและสารเคมีลงในหินดินดานเพื่อให้น้ำมันและก๊าซสามารถเคลื่อนย้ายได้ง่ายขึ้น การแตกร้าวไม่ได้เงียบเชียบจากแผ่นดินไหว แต่การสั่นไหวของมัน ซึ่งส่วนใหญ่ลอยอยู่รอบๆ หรือต่ำกว่าแมกนิจูด 2.0 จะมองไม่เห็นที่พื้นผิว

เหตุผลในทันทีที่ทำให้เกิดแผ่นดินไหวขนาด 4.0 หรือ 5.0 ริกเตอร์: แหล่งน้ำมันและก๊าซใหม่เข้าสู่การผลิตแล้ว บ่อยครั้งหลังจากเริ่มการขุดเจาะน้ำมัน การไหลขึ้นผ่านบ่อใหม่มีมากกว่าก๊าซและน้ำมัน “การไหลย้อนกลับ” ของของเหลว fracking มักจะเกิดขึ้นด้วย ยิ่งกว่านั้น น้ำมันดิบหนึ่งถังอาจมาถึงพื้นผิวผสมกับน้ำที่ดื่มไม่ได้และเค็มมากซึ่งสะสมอยู่ลึกลงไปหลายยุคหลายสมัย

การตอบสนองของอุตสาหกรรมเป็นเวลาหลายทศวรรษคือการรวบรวมของเหลวที่เน่าเสียจากบ่อสกัดหลายแห่ง และส่งไปยังสถานที่ฉีดน้ำเสียปริมาณมากซึ่งมีไม่กี่แห่ง: มากกว่า 1 ล้านหลุมทั่วประเทศส่งน้ำเสียไปยังสถานที่กำจัดประมาณ 30,000 แห่ง โดยปกติแล้วจะมีการสูบน้ำอย่างต่อเนื่องและขับเคลื่อนด้วยแรงดันสูงเข้าไปในชั้นหินอุ้มน้ำที่ลึกลงไปหนึ่งไมล์หรือมากกว่านั้นเพื่อผสมกับน้ำเกลือที่มีอยู่แล้ว ในกรณีส่วนใหญ่ การฉีดน้ำจะทำงานโดยไม่เกิดอุบัติเหตุ แต่ในบางครั้ง “สิ่งต่างๆ ก็ผิดแผน” เอลส์เวิร์ธกล่าว (ดู “เมื่อโลกเคลื่อนตัว” ด้านล่าง)

Ellsworth กล่าวว่า สำหรับอุปกรณ์หนักที่ต้องหอบและหายใจไม่ออกเป็นเวลานานหลายเดือน พลังงานในแผ่นดินไหวที่มนุษย์สร้างขึ้นเหล่านี้ไม่ได้มาจากงานที่กำลังดำเนินการเพื่อดันของไหลที่อยู่ลึกลงไปใต้ดิน Ellsworth กล่าว พลังงานศักย์สำหรับแผ่นดินไหวลดลงแล้ว

ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา นักธรณีวิทยาเริ่มสงสัยว่าชั้นหินใต้ดินของอเมริกาเหนือใกล้ถึงจุดแตกหักแล้ว รอยเลื่อนจำนวนมากที่ไม่ได้ใช้งานเป็นเวลาหลายพันถึงล้านปี ทำให้เกิดรอยเลื่อนขึ้นบนชั้นหินและชั้นต่างๆ ทั่วโลก ในจุดที่มีรอยเลื่อนที่ลึกและไม่สามารถเคลื่อนที่ได้นั้นมีอยู่ “การขจัดรอยเลื่อนเหล่านี้ไม่ใช่เรื่องยากอะไร” Ellsworth กล่าว

บริเวณที่มีแรงดันสูงผิดธรรมชาติขยายออกไปเกินกว่าของเหลวที่สูบเข้าไปใหม่ หากแรงดันสูงนี้พบกับรอยเลื่อนที่ใกล้จะพัง แม้ในชั้นหินที่ส่วนใหญ่ไม่อนุญาตให้ของเหลวไหลเข้า ของเหลวที่อยู่ในชั้นหินใกล้เคียงอาจเคลื่อนตัวเข้าไปในรอยเลื่อนของหินบด มีแนวโน้มที่จะคลายข้อบกพร่อง ลดความต้านทานต่อการลื่นไถล บางทีอาจเพียงพอที่จะยอมจำนนต่อความเครียดที่ทนมานาน

นั่นคือวิธีที่นักธรณีวิทยาอธิบายการเพิ่มขึ้นของแผ่นดินไหวในแหล่งน้ำมันและก๊าซ สิ่งเหล่านี้เป็นตัวอย่างของสิ่งที่เรียกอย่างเป็นทางการว่าแผ่นดินไหวแบบเหนี่ยวนำ หรือการสั่นสะเทือนที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์

ธาตุหายากสามารถดึงออกมาจากขยะถ่านหิน

โครงการนี้จะจัดหาโลหะมีค่าและช่วยล้างมรดกสกปรกของเหมืองถ่านหิน

ในประเทศถ่านหินของแอปปาเลเชีย นักวิจัยมองเห็นการเปลี่ยนขยะมีพิษให้เป็นขุมทรัพย์ มลพิษที่ตกค้างจากเหมืองร้างเป็นแหล่งธาตุหายากที่ยังไม่ได้ใช้ประโยชน์

ธาตุหายากเป็นองค์ประกอบ 17 ชนิดที่มีค่าซึ่งจำเป็นต่อการสร้างทุกสิ่งตั้งแต่สมาร์ทโฟนและยานพาหนะไฟฟ้าไปจนถึงหลอดฟลูออเรสเซนต์และเลเซอร์ ด้วยอุปสงค์ทั่วโลกที่พุ่งสูงขึ้นและจีนเกือบจะผูกขาดการผลิตแร่หายาก – สหรัฐอเมริกามีเหมืองที่ใช้งานอยู่เพียงแห่งเดียว – จึงมีความสนใจอย่างมากในการหาแหล่งอื่น เช่น การเพิ่มการรีไซเคิล

การดึงแร่หายากออกจากขยะถ่านหินมีข้อตกลงแบบสองต่อหนึ่ง: การนำโลหะกลับมา คุณยังช่วยกำจัดมลพิษด้วย

นานหลังจากที่เหมืองถ่านหินปิดตัวลง ก็อาจทิ้งมรดกที่สกปรกไว้ได้ เมื่อหินบางส่วนที่เหลือจากการขุดสัมผัสกับอากาศและน้ำ กรดกำมะถันจะก่อตัวและดึงโลหะหนักออกจากหิน ซุปที่มีฤทธิ์เป็นกรดนี้สามารถสร้างมลพิษทางน้ำและเป็นอันตรายต่อสัตว์ป่าได้

Paul Ziemkiewicz ผู้อำนวยการสถาบันวิจัยน้ำเวสต์เวอร์จิเนียในมอร์แกนทาวน์ ยอมรับว่า การกู้คืนดินหายากจากสิ่งที่เรียกว่าการระบายกรดของเหมืองจะไม่ตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับโลหะเพียงลำพัง แต่เขาชี้ให้เห็นถึงประโยชน์หลายประการ

ซึ่งแตกต่างจากแร่ที่ขุดจากเหมืองแรร์เอิร์ธทั่วไป การระบายน้ำนั้นอุดมไปด้วยธาตุแรร์เอิร์ธที่จำเป็นที่สุด นอกจากนี้ การสกัดจากการระบายกรดของเหมืองยังไม่ก่อให้เกิดกากกัมมันตภาพรังสีที่มักเป็นผลพลอยได้จากเหมืองแรร์เอิร์ธ ซึ่งมักมียูเรเนียมและทอเรียมอยู่เคียงข้างกับแรร์เอิร์ธ และจากมุมมองเชิงปฏิบัติ สิ่งอำนวยความสะดวกที่มีอยู่เพื่อบำบัดการระบายกรดของเหมืองสามารถนำมาใช้เพื่อรวบรวมธาตุหายากสำหรับการประมวลผล “ในทางทฤษฎี คุณสามารถเริ่มผลิตได้ในวันพรุ่งนี้” Ziemkiewicz กล่าว

Ziemkiewicz และเพื่อนร่วมงานประเมินจากไซต์ไม่กี่ร้อยแห่งที่บำบัดการระบายกรดแล้ว เกือบ 600 เมตริกตันของธาตุหายากและโคบอลต์ ซึ่งเป็นโลหะอีกชนิดหนึ่งที่มีความต้องการสูง

ปัจจุบัน โครงการนำร่องในเวสต์เวอร์จิเนียกำลังนำวัสดุที่เก็บกู้มาจากสถานที่บำบัดการระบายน้ำของเหมืองกรด และทำการสกัดและรวมธาตุหายากเข้าไว้ด้วยกัน

หากแผนดังกล่าวพิสูจน์ได้ว่าเป็นไปได้ Ziemkiewicz จินตนาการถึงอนาคตที่สถานที่เก็บกวาดจะส่งแร่หายากไปยังโรงงานส่วนกลางเพื่อดำเนินการและแยกองค์ประกอบต่างๆ การวิเคราะห์ทางเศรษฐศาสตร์แนะนำว่านี่จะไม่ใช่แผนการร่ำรวย แต่เขากล่าวว่า อาจเพียงพอที่จะครอบคลุมค่าใช้จ่ายในการบำบัดการระบายน้ำของเหมืองกรด

สามารถอัพเดตข่าวสารเรื่องราวต่างๆได้ที่ stkittskiteboarding.com