In de afgelopen weken, Californië heeft ongewoon zware regenval meegemaakt. Californië is ook aardbevingsgevoelig, gastheer van de grote San Andreas-breukzone.

Als er in de nabije toekomst een ongewone golf van aardbevingen plaatsvindt - waardoor de regen de tijd krijgt om diep in de breuken door te dringen - zou Californië wel eens een interessant laboratorium kunnen worden om mogelijke verbanden tussen weer en aardbevingen te bestuderen. Het effect is waarschijnlijk subtiel en vereist geavanceerde computermodellering en statistische analyse.

Aardbevingen worden veroorzaakt door een kleine extra toename van stress die wordt toegevoegd aan een fout die al bijna tot het breekpunt is geladen. Veel natuurlijke processen kunnen voor deze kleine toename van stress zorgen, inclusief de beweging van platentektoniek, een smeltende ijskap, en zelfs menselijke activiteiten.

Bijvoorbeeld, het injecteren van water in boorgaten - hetzij voor afvalverwijdering of om resterende olie uit lege reservoirs te drijven - zal met name aardbevingen veroorzaken.

Dit komt omdat de waterdruk in de breukzone belangrijk is bij het beheersen van wanneer een geologische breuk wegglijdt. Storingszones bevatten steevast grondwater, en als de druk van dit water toeneemt, de fout kan "ongeklemd" worden. De twee partijen zijn dan vrij om langs elkaar te glippen, een aardbeving veroorzaken.

Hydrologische veranderingen hoeven niet plotseling of groot te zijn om de waterdruk in een breukzone te veranderen. Omdat watervoerende lagen uitgeput raken voor irrigatie, de grondwaterspiegel zakt langzaam, die ook aardbevingen kunnen veroorzaken. Het is dan ook niet verwonderlijk dat extreme regenval ook aardbevingen in de hand kan werken. Een aantal voorbeelden hiervan zijn door wetenschappers gesignaleerd. Bijvoorbeeld, zwermen aardbevingen in 2002 volgden op intense regenval rond de berg Hochstaufen in Duitsland en de regio's Muotatal en Riemenstalden in Zwitserland.

Elke studie van de relatie tussen weer en aardbevingen zal waarschijnlijk tijd vergen, en de resultaten zijn controversieel. Ondertussen, Dit is een goed moment om te controleren of uw gaskachel aardbevingsbestendig is en of uw nooddrinkwater vers is. Ten slotte, er kan elk moment een "grote" komen.

Aardbevingen veroorzaken

Mensen wisten dat we aardbevingen konden veroorzaken voordat we wisten wat ze waren. Zodra mensen mineralen uit de grond begonnen te graven, steenslag en instortingen van tunnels moeten erkende gevaren zijn geworden.

Vandaag, aardbevingen veroorzaakt door mensen komen op veel grotere schaal voor. Gebeurtenissen in de afgelopen eeuw hebben aangetoond dat mijnbouw slechts een van de vele industriële activiteiten is die aardbevingen kunnen veroorzaken die groot genoeg zijn om aanzienlijke schade en doden te veroorzaken. Vullen van waterreservoirs achter dammen, winning van olie en gas, en de productie van geothermische energie zijn slechts enkele van de moderne industriële activiteiten waarvan is aangetoond dat ze aardbevingen veroorzaken.

Aangezien steeds meer soorten industriële activiteit als potentieel seismogeen werden erkend, de Nederlandse Aardolie Maatschappij BV, een olie- en gasbedrijf gevestigd in Nederland, heeft ons de opdracht gegeven om een ​​uitgebreide wereldwijde beoordeling uit te voeren van alle door de mens veroorzaakte aardbevingen.

Ons werk bracht een rijk beeld samen uit de honderden puzzelstukjes die verspreid zijn over de nationale en internationale wetenschappelijke literatuur van vele landen. De enorme omvang van industriële activiteit waarvan we vonden dat deze potentieel seismogeen was, kwam voor veel wetenschappers als een verrassing. Naarmate de omvang van de industrie groeit, het probleem van geïnduceerde aardbevingen neemt ook toe.

In aanvulling, we hebben gevonden dat, omdat kleine aardbevingen grotere kunnen veroorzaken, industriële activiteit heeft het potentieel, in zeldzame gevallen, extreem grote, schadelijke gebeurtenissen.

Hoe mensen aardbevingen veroorzaken

Als onderdeel van onze beoordeling hebben we een database met gevallen samengesteld, dat wil zeggen:voor zover we weten, de meest volledige tot nu toe opgestelde. In januari, we hebben deze database openbaar vrijgegeven. We hopen dat het de burgers over het onderwerp zal informeren en wetenschappelijk onderzoek zal stimuleren naar hoe deze zeer nieuwe uitdaging voor het menselijk vernuft het hoofd kan worden geboden.

Uit ons onderzoek bleek dat mijnbouwgerelateerde activiteiten het grootste aantal gevallen in onze database vertegenwoordigen.

aanvankelijk, mijnbouwtechnologie was primitief. Mijnen waren klein en relatief ondiep. Instortingsgebeurtenissen zouden klein zijn geweest - hoewel dit misschien weinig troost zou zijn geweest voor iedereen die erin was betrapt.

Maar moderne mijnen bestaan ​​op een totaal andere schaal. Kostbare mineralen worden gewonnen uit mijnen die meer dan twee mijl diep kunnen zijn of zich enkele kilometers uit de kust onder de oceanen uitstrekken. De totale hoeveelheid gesteente die wereldwijd door mijnbouw wordt verwijderd, loopt nu op tot enkele tientallen miljarden tonnen per jaar. Dat is het dubbele van wat het 15 jaar geleden was – en het zal de komende 15 jaar nog een keer verdubbelen. veel van de steenkool die de wereldindustrie van brandstof voorziet, is al uitgeput uit ondiepe lagen, en mijnen moeten groter en dieper worden om aan de vraag te voldoen.

Naarmate de mijnen zich uitbreiden, mijnbouwgerelateerde aardbevingen worden groter en frequenter. Schade en doden, te, vergroot. De afgelopen decennia zijn honderden doden gevallen in kolen- en mineraalmijnen als gevolg van aardbevingen tot magnitude 6,1 die zijn veroorzaakt.

Andere activiteiten die aardbevingen kunnen veroorzaken, zijn onder meer de bouw van zware bovenbouw. Het 700-megaton Taipei 101-gebouw, opgegroeid in Taiwan in de jaren negentig, kreeg de schuld van de toenemende frequentie en omvang van aardbevingen in de buurt.

Sinds het begin van de 20e eeuw, het is duidelijk dat het vullen van grote waterreservoirs potentieel gevaarlijke aardbevingen kan veroorzaken. Dit kwam in 1967 op tragische wijze in beeld toen, slechts vijf jaar nadat het 32 ​​mijl lange Koyna-reservoir in West-India was gevuld, een aardbeving met een kracht van 6,3 op de schaal van Richter, het doden van ten minste 180 mensen en het beschadigen van de dam.

Gedurende de volgende decennia, aanhoudende cyclische aardbevingsactiviteit ging gepaard met stijgingen en dalingen in de jaarlijkse cyclus op reservoirniveau. Een aardbeving groter dan magnitude 5 vindt daar gemiddeld om de vier jaar plaats. Uit ons rapport bleek dat, daten, zo'n 170 reservoirs over de hele wereld hebben naar verluidt aardbevingen veroorzaakt.

De productie van olie en gas was betrokken bij verschillende verwoestende aardbevingen in het bereik van magnitude 6 in Californië. Deze industrie wordt steeds seismogeen naarmate de olie- en gasvelden uitgeput raken. Op dergelijke gebieden is naast massaverwijdering door productie, Er worden ook vloeistoffen geïnjecteerd om de laatste koolwaterstoffen weg te spoelen en om de grote hoeveelheden zout water af te voeren die gepaard gaan met de productie in aflopende velden.

Een relatief nieuwe technologie in olie en gas is schaliegas hydrofracturering, of fracken, die door zijn aard kleine aardbevingen genereert als het gesteente breekt. Zo nu en dan, dit kan leiden tot een aardbeving met een grotere kracht als de geïnjecteerde vloeistoffen in een breuk lekken die al wordt benadrukt door geologische processen.

De grootste fracking-gerelateerde aardbeving die tot nu toe is gemeld, vond plaats in Canada, met een kracht van 4,6. in Oklahoma, meerdere processen tegelijkertijd aan de gang zijn, inclusief olie- en gasproductie, afvalwaterafvoer en fracking. Daar, aardbevingen zo groot als magnitude 5,7 hebben wolkenkrabbers doen rammelen die werden gebouwd lang voordat een dergelijke seismiciteit werd verwacht. Als in de toekomst een dergelijke aardbeving in Europa wordt veroorzaakt, het kon worden gevoeld in de hoofdsteden van verschillende landen.

Ons onderzoek toont aan dat de productie van geothermische stoom en water in verband is gebracht met aardbevingen tot magnitude 6,6 in het Cerro Prieto-veld, Mexico. Geothermische energie is niet hernieuwbaar door natuurlijke processen op de tijdschaal van een mensenleven, dus water moet ondergronds opnieuw worden geïnjecteerd om een ​​continue toevoer te garanderen. Dit proces blijkt nog seismogeen te zijn dan productie. Er zijn talloze voorbeelden van aardbevingszwermen die gepaard gaan met waterinjectie in boorgaten, zoals bij The Geysers, Californië.

Andere materialen ondergronds gepompt, inclusief kooldioxide en aardgas, ook seismische activiteit veroorzaken. Een recent project om 25 procent van de Spaanse aardgasbehoefte op te slaan in een oud, verlaten offshore olieveld resulteerde in het onmiddellijke begin van krachtige aardbevingen met gebeurtenissen tot magnitude 4,3. De bedreiging die dit voor de openbare veiligheid vormde, maakte het stopzetten van dit project van 1,8 miljard dollar noodzakelijk.

Wat dit betekent voor de toekomst

Vandaag de dag, aardbevingen veroorzaakt door grote industriële projecten worden niet langer verrast of zelfs ontkend. Integendeel, wanneer een gebeurtenis plaatsvindt, de neiging kan zijn om de schuld te zoeken bij een industrieel project. In 2008, een aardbeving met een kracht van 8 op de schaal van Richter trof de prefectuur Ngawa, China, ongeveer 90 doden, 000 mensen, verwoestende meer dan 100 steden, en instortende huizen, wegen en bruggen. De aandacht ging snel naar de nabijgelegen Zipingpu-dam, waarvan het reservoir slechts een paar maanden eerder was gevuld, hoewel het verband tussen de aardbeving en het reservoir nog moet worden bewezen.

De minimale hoeveelheid stress die volgens wetenschappers nodig is om aardbevingen te veroorzaken, kruipt gestaag naar beneden. De grote Drieklovendam in China, die nu 10 kubieke mijl water in beslag neemt, is al in verband gebracht met aardbevingen zo groot als 4,6 op de schaal van Richter en wordt nauwlettend in de gaten gehouden.

Wetenschappers staan ​​nu voor een aantal spannende uitdagingen. Aardbevingen kunnen een "vlindereffect" veroorzaken:kleine veranderingen kunnen een grote impact hebben. Dus, niet alleen kan een overvloed aan menselijke activiteiten de aardkorst belasten met stress, maar kleine toevoegingen kunnen de laatste druppel worden die de rug van de kameel breekt, het neerslaan van grote aardbevingen die de geaccumuleerde spanning vrijgeven die door eeuwenlange geologische processen op geologische breuken is geladen. Of en wanneer die stress op natuurlijke wijze zou zijn vrijgegeven bij een aardbeving, is een uitdagende vraag.

Een aardbeving in het bereik van magnitude 5 geeft evenveel energie vrij als de atoombom die in 1945 op Hiroshima viel. Een aardbeving in het bereik van magnitude 7 geeft evenveel energie vrij als het grootste kernwapen ooit getest, de Tsar Bomba-test uitgevoerd door de Sovjet-Unie in 1961. Het risico op het veroorzaken van dergelijke aardbevingen is extreem klein, maar de gevolgen als het zou gebeuren zijn extreem groot. Dit vormt een gezondheids- en veiligheidsprobleem dat uniek kan zijn in de industrie vanwege de maximale omvang van een ramp die zou kunnen, in theorie, voorkomen. Echter, zeldzame en verwoestende aardbevingen zijn een feit van het leven op onze dynamische planeet, ongeacht of er sprake is van menselijke activiteit.

Ons werk suggereert dat de enige op feiten gebaseerde manier om de omvang van potentiële aardbevingen te beperken, is om de schaal van de projecten zelf te beperken. In praktijk, dit zou kleinere mijnen en reservoirs betekenen, minder mineralen, olie en gas gewonnen uit velden, ondiepere boorgaten en kleinere geïnjecteerde volumes. Er moet een evenwicht worden gevonden tussen de groeiende behoefte aan energie en middelen en het risiconiveau dat in elk afzonderlijk project aanvaardbaar is.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.