現(xiàn)在居住在美國北卡羅來納州的居民已經(jīng)對震動變得神經(jīng)過敏。更糟糕的是，一家名為AltaRock的地?zé)崮芄居执蛩汩_展一項(xiàng)新的成本高昂的項(xiàng)目，在地下3200深處開采地?zé)崮?。?xiàng)目鄰近安德森溫泉小鎮(zhèn)，距舊金山150公里，那里天然地?zé)崮苁重S富，過去一個世紀(jì)中一直被用于能源開采。上世紀(jì)70年代，隨著技術(shù)發(fā)展，工程人員開始提高地?zé)嵘a(chǎn)水平，也就是從那時開始，小地震便不斷滋擾生活在這一地區(qū)的居民。
地?zé)衢_采究竟為何會引發(fā)地震？美國地質(zhì)勘探局地震災(zāi)害小組地震學(xué)家戴維·奧本海默近日在接受美國媒體采訪時解釋了這一原理。
傳統(tǒng)地?zé)徙@井在熾熱的巖石中鉆孔，比如含水或孔隙及天然裂縫中蘊(yùn)藏有蒸汽的砂巖。當(dāng)鉆孔穿過這些裂縫時，由于壓力突降，裂縫中的水突然蒸發(fā)，迅速變成蒸汽，就像搖晃后的汽水瓶突然打開汽泡會噴發(fā)一樣。這些蒸汽涌入井口，便可驅(qū)動渦輪機(jī)發(fā)電。有時發(fā)電廠會讓一部分水返回蓄水層以保持地下水位。鉆井本身并不會引發(fā)地震，蒸汽排放和廢水回灌卻會使斷層或裂縫產(chǎn)生新的不穩(wěn)定狀態(tài)，從而引發(fā)地震。
據(jù)《紐約時報》報道，美國加利福尼亞北部地區(qū)有一個被稱為間歇泉的長期地?zé)犴?xiàng)目，美國地質(zhì)勘探局自1975年以來一直在監(jiān)測那里的地震活動情況。盡管看起來沒有任何大地質(zhì)斷層通過該地區(qū)，但每年記錄到的1.0級以上地震仍達(dá)到4000次左右。專家介紹，這些地震是由蒸汽抽取或廢水回灌引發(fā)的，因?yàn)榈責(zé)嵘a(chǎn)一旦開始便會有地震發(fā)生，而生產(chǎn)結(jié)束后地震也隨之停止。雖然大部分震動都很輕微，但監(jiān)測到的最大震級也達(dá)4.5級以上。安德森溫泉小鎮(zhèn)附近的居民常常感到2.0級的小地震，因?yàn)樵撴?zhèn)位于巖層破裂帶上方僅幾千米處。
地質(zhì)學(xué)家猜測，緊鄰間歇泉的一些斷層，比如馬卡馬斷層，有可能發(fā)生大地震。從該地區(qū)的多孔砂巖中抽取水和蒸汽導(dǎo)致多孔砂巖收縮，很像海綿失去水分時的收縮現(xiàn)象。正因如此，當(dāng)大地震發(fā)生時，公眾便會懷疑地?zé)犴?xiàng)目是不是導(dǎo)致巖石沿其他斷層移動的原因之一。為了驗(yàn)證這一假想的真實(shí)性，科研人員必須對照地質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)，設(shè)法弄清楚地?zé)犴?xiàng)目是否真的是使關(guān)鍵性動態(tài)應(yīng)力改變的一個因素。
除了間歇泉的一些傳統(tǒng)地?zé)岚l(fā)電廠之外，去年9月美國還暫停了一個試點(diǎn)項(xiàng)目，旨在直接從被稱為霏細(xì)巖的火山無孔巖中抽取蒸汽。這種巖石層位于砂巖層之下，是砂巖層的熱源。由于霏細(xì)巖沒有天然孔隙，因此也不含水。為了回收熱量，項(xiàng)目運(yùn)營商需要使巖石產(chǎn)生裂縫并讓水通過裂縫并讓水通過裂縫循環(huán)。在項(xiàng)目的前期實(shí)施階段，他們會先在霏細(xì)巖中鉆孔并注水，使巖石產(chǎn)生裂縫，這一過程最有可能引發(fā)地震。隨后，他們會借助鉆孔攝像機(jī)探明裂縫形成方向，再鉆一個孔穿入這些新裂縫，并向這些與鉆井相連的熱裂縫中泵入水以產(chǎn)生蒸汽。據(jù)介紹，這種干巖地?zé)嵘a(chǎn)方法提取的熱量也許比傳統(tǒng)砂巖地?zé)嵘a(chǎn)技術(shù)更多，但也可能意味著更大地震發(fā)生的風(fēng)險。
為了控制發(fā)生地震的風(fēng)險，鉆井工人會使裂縫盡量小，并保持穩(wěn)定的水流量。他們的目標(biāo)是把引發(fā)的地震限制在里氏震級2.0級以下。這樣的深鉆井作業(yè)肯定不希望重復(fù)瑞士巴塞爾的悲劇。2006年12月8日，巴塞爾地區(qū)發(fā)生了大范圍震感的3.4級地震，地震誘發(fā)原因便是當(dāng)?shù)氐牡責(zé)衢_采項(xiàng)目，最終這一項(xiàng)目也被迫停止。
奧本海默介紹，地?zé)衢_采項(xiàng)目一般都選擇在地質(zhì)構(gòu)造活動相對頻繁的地區(qū)進(jìn)行，原因是地質(zhì)活動較少的地區(qū)可供利用的地下熱源也較少。這就使得地?zé)衢_采普遍面臨著誘發(fā)地震的風(fēng)險。以美國為例，加利福尼亞之所以比德克薩斯有更多地?zé)豳Y源，就是因?yàn)樗咏鍓K邊緣地帶。按理說，地球上每個地方都有可開采的地?zé)豳Y源，只不過有些地方地?zé)岙a(chǎn)生的熱量不足以驅(qū)動大型渦輪機(jī)發(fā)電，因此也不具備開發(fā)潛力。
