USGS地图突出了地震风险区。蓝框表示由于深孔流体注入引起的人为地震的高活动区域。图片来源：USGS

塔夫茨大学的研究人员利用现场实验和地面断层模拟数据发现，用于“压裂”和油气勘探废水处理的地下流体注入实践可能会导致超出流体扩散区的显着，迅速扩散的地震活动。深层流体注入 - 大于一公里深 - 已知与增强的地震活动有关 - 通常被认为局限于流体扩散区域。然而，今天发表在“ 科学 ”杂志上的这项研究测试并强烈支持这样一种假设，即流体注入会以类似多米诺骨牌的方式通过先前存在的断层裂缝网络的缓慢滑动而进一步造成潜在的破坏性地震。

结果表明，该国某些地区的人为地震频率超过了自然地震热点。

该研究还代表了使用现场实际实验开发和测试更准确的故障行为模型的概念证明。我们目前对地质断层物理学的大部分理解来自于在一米或更短的样本长度尺度下进行的实验室实验。然而，地震和断层破裂发生在更大的尺度上。目前对这些较大尺度的断层破裂的观测是远程的，并且提供了用于开发人造效应模型的故障行为的物理参数的不良估计。最近，地震科学界已将资源投入到实地规模的注入实验之后，以弥合规模差距并了解其自然栖息地的断层行为。

研究人员使用了以前在法国进行的这些实验性注射的数据，并由位于Aix-Marseille大学和尼斯索菲亚 - 安提波利斯大学的一组研究人员领导。实验测量了故障加压和位移，滑移和其他参数，这些参数被输入到当前研究中使用的断层滑动模型中。塔夫茨大学的研究人员分析提供了迄今为止最有力的推论，即断层中的流体活化滑移可以迅速超过地下流体的扩散。

在地下注入几公里的废水会导致岩石中的加压孔隙流体区域（蓝色阴影区域）。该研究的作者发现，这种注射可以引起缓慢的断层破裂（粗黑线），其传播速度快于流体可以迁移的速度。来自该断层滑动的应力扰动可能是通常在现场观察到的地震活动性云（灰色圆圈）扩大的主要原因。细黑线表示预先存在但尚未激活的故障。图片来源：塔夫斯大学Rob Viesca和Pathikrit Bahattacharya

“开发可靠的地震危险数值模型的一个重要制约因素是缺乏对其自然栖息地的断层行为的观察，” 塔夫茨大学工程学院土木与环境工程系前任博士后Pathikrit Bhattacharya说。该研究的主要作者。“这些结果表明，如果可以的话，这些观测结果可以提供对断层力学行为的深刻见解，并迫使我们重新考虑它们的潜在危险”。Bhattacharya现在是印度布巴内斯瓦尔印度理工学院地球，海洋和气候科学学院的助理教授。

流体引发的地震造成的危害是美国公众日益关注的问题。人造地震效应被认为是制造俄克拉荷马州的原因 - 俄克拉荷马州是一个非常活跃的石油和天然气勘探区 - 这个国家最具生产力的地震区域，包括加利福尼亚州。“今天我们有人造地震活动的地区，这是非常了不起的超过加利福尼亚州南部等自然热点地区的活动水平，“塔夫茨大学工程学院土木与环境工程副教授，该研究的合着者和Bhattacharya的博士后主管Robert C. Viesca说。”结果为深入地下注入流体的可疑后果提供了验证，也是评估未来石油和天然气勘探中诱发地震的迁移和风险的重要工具。

由水力压裂引起的大多数地震都太小 - 里氏3.0级 - 是一个安全或损害问题。然而，从这些勘探中深度注入废产物的实践可以影响处于应力下并且易受流体引起的滑移影响的更深和更大的断层。将废水注入深井（大于一公里）会导致地震大到可以感觉到并可能造成损坏。

根据美国地质调查局的数据，2016年9月在俄克拉荷马州中部发生了由流体注入引起的最大地震并记录在科学文献中。由于注入流体，在俄克拉荷马州发生了另外四次大于5.0的地震，并且在阿肯色州，科罗拉多州，堪萨斯州和德克萨斯州的流体注入引发了4.5到5.0级的地震。

（本文转自phys.org，如有版权问题，请联系小编）