การเพิ่มขึ้นของแผ่นดินไหวที่เกิดจากการฉีดยาในสหรัฐฯ -

ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมาผู้คนที่อาศัยอยู่ในภาคกลางของสหรัฐฯประสบกับแผ่นดินไหวขนาดเล็กถึงปานกลางมากขึ้นกว่าที่เคยเป็นมา ตัวอย่างเช่นแม้ว่าโอกลาโฮมาจะอยู่ห่างจากรอยต่อระหว่างแผ่นเปลือกโลก แต่กิจกรรมแผ่นดินไหวเริ่มเพิ่มขึ้นเมื่อประมาณปี 2552 และสูงสุดในช่วงปี 2558 ถึงต้นปี 2559 โดยปกติแล้วก่อนปี 2552 โอกลาโฮมาจะเกิดแผ่นดินไหวขนาดเล็กเพียงหนึ่งหรือสองครั้งที่มีขนาดมากกว่า 3.0 ต่อปี. ภายในปี 2558 จำนวนดังกล่าวได้เพิ่มขึ้นเป็นแผ่นดินไหวมากกว่า 900 ครั้งต่อปีโดย 30 ครั้งมีขนาดช่วงเวลาที่มากกว่า 4.0 (ซึ่งรุนแรงพอที่จะทำให้เกิดความพินาศ) แผ่นดินไหวครั้งหนึ่งที่มีขนาด 5.7 เกิดขึ้นใกล้กับเมืองปรากโอคลาในปี 2554 จากความผิดพลาดที่มีมาก่อนและสร้างความเสียหายอย่างรุนแรงให้กับบ้านและอาคารเรียนหลายหลัง ในช่วงหกปีที่ผ่านมามากกว่า 1,รายงานเหตุการณ์สั่นสะเทือนทำลายล้าง 500 รายการได้รับการบันทึกไว้ในพื้นที่สงบก่อนหน้านี้ การเกิดแผ่นดินไหวที่เพิ่มขึ้นนั้นน่าจะเกิดจากกิจกรรมทางอุตสาหกรรมของมนุษย์ ผู้คนราวแปดล้านคนอาศัยอยู่ในพื้นที่ที่มีแผ่นดินไหวเพิ่มขึ้นและเจ้าหน้าที่ที่รับผิดชอบด้านความปลอดภัยสาธารณะต้องการเข้าใจสาเหตุของการเพิ่มขึ้นและภัยคุกคามที่อาจเกิดขึ้นต่อสังคม

สาเหตุของเหตุการณ์แผ่นดินไหว

นักวิทยาศาสตร์โลกได้รับความท้าทายในการทำความเข้าใจแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้น หลักฐานทางวิทยาศาสตร์แสดงให้เห็นว่าแผ่นดินไหวบางส่วนเกิดจากกิจกรรมทางอุตสาหกรรมของมนุษย์ส่วนใหญ่มาจากการกำจัดโดยการฉีดน้ำเสียเค็มที่สกัดด้วยน้ำมันและก๊าซในหลุมผลิต แผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นส่วนใหญ่คิดว่าเกิดจากการเปลี่ยนแปลงความดันของไหลใกล้กับความผิดพลาดที่เกิดขึ้นก่อนหน้านี้ ของเหลวน้ำเสียในบ่อกำจัดลึกมักจะอยู่ใต้ดินมากกว่าหนึ่งไมล์และการกำจัดน้ำเสียจะเพิ่มความกดดันให้กับของเหลวที่ครอบครองพื้นที่รูพรุนอยู่แล้ว ความดันที่เพิ่มขึ้นไม่ได้รับการอุดตันหรือทำให้รอยเลื่อนลดลงจึงทำให้แผ่นดินไหวเกิดขึ้นได้ง่ายขึ้น

สมมติฐานที่อธิบายสาเหตุของการเกิดแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นได้รับการตรวจสอบในปี 1969 Rangely, Colo. ซึ่งเป็นการทดลองที่ความดันของไหลในอ่างเก็บน้ำเพิ่มขึ้นและลดลงโดยการสูบน้ำ แผ่นดินไหวบ่อยขึ้นเมื่อความกดดันเพิ่มขึ้นตามที่สมมติฐานคาดการณ์ไว้และเกิดขึ้นน้อยมากเมื่อความกดดันลดลง การแตกหักแบบไฮดรอลิก (fracking) - กระบวนการกู้คืนก๊าซและปิโตรเลียมที่ใช้การฉีดของเหลวเพื่อเปิดรอยแยกในหินเพื่อให้ก๊าซหรือน้ำมันดิบที่ติดอยู่ไหลผ่านท่อไปยังหลุมผลิตที่พื้นผิว - ยังแสดงให้เห็นว่าทำให้เกิดแผ่นดินไหวและพบว่า เป็นสาเหตุหลักของการเกิดแผ่นดินไหวในบริติชโคลัมเบียและอัลเบอร์ตาตะวันตกรวมถึงบางพื้นที่ในสหรัฐอเมริกา Fracking เองอย่างไรก็ตามไม่ใช่สาเหตุหลักของกิจกรรมแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นในโอกลาโฮมาและสถานที่อื่น ๆ ในสหรัฐอเมริกาซึ่งการเกิดแผ่นดินไหวส่วนใหญ่เกิดจากการฉีดน้ำเสีย แผ่นดินไหวสกัดของเหลวที่น่าทึ่งเหตุการณ์ขนาด 4.8 เกิดขึ้นในเดือนตุลาคม 2554 ใกล้เมือง Fashing รัฐเท็กซัส แผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นอื่น ๆ เกิดจากการเติมอ่างเก็บน้ำในเนวาดาและเซาท์แคโรไลนา ในกรณีส่วนใหญ่กิจกรรมทางอุตสาหกรรมดังกล่าวไม่กระตุ้นให้เกิดแผ่นดินไหว อัตราและปริมาณการฉีดของไหลการวางแนวรอยเลื่อนความเครียดสะสมและคุณสมบัติของหินล้วนต้องเหมาะสมที่สุดในการกระตุ้นให้เกิดแผ่นดินไหวแนวรอยเลื่อนความเค้นสะสมและคุณสมบัติของหินล้วนต้องเหมาะสมที่สุดในการกระตุ้นให้เกิดแผ่นดินไหวแนวรอยเลื่อนความเค้นสะสมและคุณสมบัติของหินล้วนต้องเหมาะสมที่สุดในการกระตุ้นให้เกิดแผ่นดินไหว

นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาข้อผิดพลาดและแผ่นดินไหวทั้งตามธรรมชาติและที่เกิดขึ้นเพื่อทำความเข้าใจและทำนายขนาดและตำแหน่งของแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นในอนาคตได้ดีขึ้น ขนาดหรือขนาดของแผ่นดินไหวมีความสัมพันธ์กับพื้นที่ที่เกิดรอยแยกบนรอยเลื่อน นักวิทยาศาสตร์ได้ตรวจสอบบันทึกตัวอย่างของแผ่นดินไหวตามธรรมชาติในประวัติศาสตร์ที่เกิดขึ้นในช่วง 300 ปีที่ผ่านมาในภาคกลางและภาคตะวันออกของสหรัฐฯรวมถึงเหตุการณ์ขนาด 7.3 ในปีพ. ศ. 2429 ใกล้เมืองชาร์ลสตันรัฐเซาท์แคโรไลนาและการสั่นสะเทือนขนาด 7.5 ที่เกิดขึ้นใน พ.ศ. 2354–12 ใกล้เมือง New Madrid, Mo. แผ่นดินไหวทางตะวันออกของทวีปอเมริกาเหนือเกิดขึ้นในรูปแบบของการสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหวจากความผิดพลาดที่ไม่สามารถจดจำได้ในภาคกลางของเวอร์จิเนียรัฐเทนเนสซีตะวันออกแคนาดาตะวันออกและนิวอิงแลนด์ หลายเหตุการณ์เหล่านั้นเกิดขึ้นก่อนกิจกรรมทางอุตสาหกรรมดังนั้นจึงมักไม่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมของมนุษย์ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์ได้ถกเถียงกันว่าแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นสามารถกระตุ้นให้เกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่บนความผิดพลาดโบราณในบริเวณใกล้เคียงซึ่งความเครียดที่สะสมไว้พร้อมที่จะถูกปลดปล่อยออกมา แผ่นดินไหวในกรุงปรากโอคลาปี 2554 ตอบคำถามดังกล่าวโดยแสดงให้เห็นว่าแผ่นดินไหวที่มีขนาดใหญ่ถึง 5.7 อาจทำให้เกิดรอยเลื่อนที่มีมาก่อนหน้านี้ ดังนั้นการปรากฏตัวของรอยเลื่อนโบราณจึงเป็นปัจจัยสำคัญในการพยากรณ์ขนาดของแผ่นดินไหวได้อย่างแม่นยำ อย่างไรก็ตามขนาดและตำแหน่งของข้อบกพร่องยังคงเป็นที่เข้าใจกันไม่ดีในหลายแห่งทั่วสหรัฐอเมริกาตอนกลางและตะวันออกเช่นโอคลาโฮมาและความพยายามทางวิทยาศาสตร์กำลังดำเนินการโดยการสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐอเมริกาหน่วยงานของรัฐและรัฐบาลกลางอื่น ๆ และสถาบันการศึกษาและร่วมมือกับ อุตสาหกรรมปิโตรเลียมเพื่อระบุตำแหน่งของอุตสาหกรรมที่อาจเป็นอันตรายที่สุด

เหตุการณ์ที่ปรากในปี 2554 เป็นแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นครั้งใหญ่ที่สุดเป็นประวัติการณ์ในสหรัฐอเมริกาจนกระทั่งเกิดแผ่นดินไหวขนาด 5.8 ในปี 2559 ใกล้กับเมือง Pawnee รัฐโอคลาโฮมาซึ่งอาจเกิดขึ้นได้ อย่างไรก็ตามมีการสังเกตการเกิดแผ่นดินไหวที่รุนแรงกว่าที่อื่น ใกล้เมือง Koynanagar ประเทศอินเดียในปี 2510 ต้องสงสัยว่ามีการสั่นสะเทือนรุนแรงถึง 6.3 ขนาดที่เกิดจากน้ำในระดับสูงที่กักเก็บไว้ในอ่างเก็บน้ำและกิจกรรมการถอนก๊าซในอุซเบกิสถานน่าจะเป็นสาเหตุของแผ่นดินไหวตามธรรมชาติขนาด 7.0 ในปี 2519 ที่สร้างความเสียหาย และปี 1984 ข้อมูลดังกล่าวชี้ให้เห็นว่าอาจเกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่กว่าที่ปรากได้ นอกจากนี้นักธรณีวิทยายังรับรู้ถึงความผิดพลาดและการแตกของแผ่นดินไหวในยุคก่อนประวัติศาสตร์ที่เกิดจากแผ่นดินไหวขนาด 7.0 ในโอกลาโฮมาและโคโลราโด การศึกษาการเกิดแผ่นดินไหวในทวีปยุโรปนอกสหรัฐอเมริกาแสดงให้เห็นว่าการเกิดแผ่นดินไหวตามธรรมชาติขนาดใหญ่ดังกล่าวเป็นไปได้ไกลจากขอบเขตแผ่นเปลือกโลก นักวิทยาศาสตร์หลายคนเชื่อว่าแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นอาจทำให้เกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่จากความผิดพลาดโบราณที่ยังไม่ได้ค้นพบ อย่างไรก็ตามหากเกิดเหตุการณ์ที่มีขนาดมากกว่า 5.6 ผลก็น่าจะมีขนาดใกล้ 6.0 มากกว่า 7.0 คล้ายกับการเกิดแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นในพื้นที่ที่คล้ายคลึงกัน

การเพิ่มอันตรายจากแผ่นดินไหว

แผ่นดินไหวทั้งที่เกิดขึ้นและจากธรรมชาติทำให้เกิดการสั่นสะเทือนของพื้นดินในระดับใกล้เคียงกัน อย่างไรก็ตามเมื่อเปรียบเทียบกับแผ่นดินไหวตามธรรมชาติแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นมักจะตื้นกว่าและอาจไม่สั่นสะเทือนพื้นดินอย่างรุนแรงไกลจากจุดศูนย์กลางแผ่นดินไหว แม้ว่าจะมีการสังเกตความแตกต่างเล็กน้อยในการสั่นระหว่างสองประเภท แต่จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อทำความเข้าใจคุณสมบัติการสั่นเหล่านั้น

การคาดการณ์การสั่นของพื้นดินที่จัดทำโดยการสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐอเมริการะบุว่าแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นได้เพิ่มอันตรายในโอคลาโฮมาและสถานที่อื่น ๆ ที่กระบวนการทางอุตสาหกรรมมีอิทธิพลต่อความเครียดภายในโลกดังที่แสดงไว้ในการคาดการณ์หนึ่งปีสำหรับแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นและเกิดจากธรรมชาติในปี 2559 การคำนวณอันตรายจำเป็นต้องมีข้อมูลว่าแผ่นดินไหวจะเกิดขึ้นที่ไหนและบ่อยเพียงใดขนาดสูงสุดและระดับที่เป็นไปได้ของการสั่นของพื้นดิน ในการคาดการณ์ความถี่แผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นในปี 2559 นักวิทยาศาสตร์ได้พิจารณาความถี่ของแผ่นดินไหวในปี 2015 โดยใช้ทฤษฎีแผ่นดินไหวมาตรฐานโดยแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นครั้งใหญ่ที่สุดคาดว่าโดยทั่วไปจะมีขนาดน้อยกว่าหรือเท่ากับ 6.0 และใช้แบบจำลองการเคลื่อนที่ของพื้นดินแบบใหม่ที่ให้ การประมาณการสั่นของแผ่นดินไหวระดับตื้นที่ดีขึ้น

ผลการวิจัยพบว่าโอคลาโฮมาแคนซัสเท็กซัสอาร์คันซอนิวเม็กซิโกและโคโลราโดมีโอกาสสร้างความเสียหายมากกว่า 1 ใน 100 ในช่วงปี 2559 โดยมีโอกาสสูงสุด (ประมาณ 1 ใน 10) เกิดขึ้นในบางส่วนของโอคลาโฮมาตอนเหนือและทางตอนใต้ของแคนซัส . แผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นจากการคาดการณ์แสดงให้เห็นว่าสามารถก่อให้เกิดความเสียหายในภูมิภาคนั้นได้หากกิจกรรมทางอุตสาหกรรมยังคงดำเนินต่อไป จากการคาดการณ์เหล่านั้นมีเพียงไม่กี่คนที่ประหลาดใจเมื่อเกิดแผ่นดินไหวขนาด -5.1 ใกล้กับเมืองแฟร์วิวเมืองโอคลาเมื่อวันที่ 13 กุมภาพันธ์

อย่างไรก็ตามความถี่ของแผ่นดินไหวในภูมิภาคนั้นดูเหมือนจะลดลงระหว่างปี 2558 ถึง 2559 ในช่วงครึ่งแรกของปี 2559 จำนวนแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นใกล้เมืองเออร์วิงและดัลลาสลดลงจากเหตุการณ์ขนาด 3.0 ประมาณ 4 ครั้งหรือมากกว่าเป็นศูนย์ การลดลงดังกล่าวอาจเกี่ยวข้องกับราคาน้ำมัน (ซึ่งลดลงอย่างมากในปี 2558 และ 2559 ซึ่งจะช่วยลดการสกัดและการฉีดน้ำเสีย) และการดำเนินการด้านกฎระเบียบที่ช่วยลดปริมาณน้ำเสียที่ถูกสูบเข้าไปในหลุมเจาะลึก ข้อมูลเบื้องต้นให้ความหวังว่าอัตราการเกิดแผ่นดินไหวจะลดลงอย่างต่อเนื่องในปี 2559 อย่างไรก็ตามกิจกรรมการฉีดยังคงดำเนินต่อไปในพื้นที่ที่มีอัตราการเกิดแผ่นดินไหวสูงและไม่ทราบว่าปริมาณการฉีดที่ลดลงจะช่วยลดการเกิดแผ่นดินไหวหรือเพียงแค่ชะลอการเกิดแผ่นดินไหว

ในขณะที่การเพิ่มขึ้นของความถี่แผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นนั้นเห็นได้ชัดเจนที่สุดในสหรัฐอเมริกาตอนกลาง แต่ก็มีการพบแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นในหลายพื้นที่ในแคลิฟอร์เนียรวมถึงกีย์เซอร์และพื้นที่พลังงานความร้อนใต้พิภพของโคโซ นอกจากนี้การศึกษาในปี 2558 แสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยของอัตราการเกิดแผ่นดินไหวในแคลิฟอร์เนียตอนใต้และตั้งข้อสังเกตว่ากิจกรรมที่กระตุ้นเพิ่มเติมอาจเกิดขึ้นใกล้สถานที่ที่มีกิจกรรมการสกัดปิโตรเลียม เนื่องจากอัตราการเกิดแผ่นดินไหวตามธรรมชาติในพื้นที่นั้นสูงกว่าบริเวณตอนกลางของสหรัฐฯมากจึงยากที่จะระบุได้ว่าแผ่นดินไหวครั้งใดเกิดขึ้นและเกิดขึ้นตามธรรมชาติ นักวิทยาศาสตร์ยังคงตรวจสอบแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องเพื่อบรรเทาผลกระทบจากแผ่นดินไหวในอนาคต

มาร์คดีปีเตอร์เซน