Mokslininkai surado netikėtą priežastį, galinčią sumažinti žemės drebėjimų riziką: tai galėtų prisidėti ir prie švarios energijos gavybos

Dabar Kaltecho universiteto mokslininkai nustatė, kad per pastaruosius 30 metų su geoterminės energijos gavyba Coso telkinyje susijusi veikla sumažino regiono įtempimą, todėl vietovė tapo mažiau linkusi į žemės drebėjimus. Šios išvados galėtų parodyti būdus, kaip sistemingai mažinti įtampą didelės žemės drebėjimų rizikos regionuose ir kartu kurti švarios energijos infrastruktūrą.

Tyrimai atlikti Earle C.Anthony geologijos, mechanikos ir civilinės inžinerijos profesoriaus Jeano-Philippe'o Avouaco laboratorijoje. Tyrimas aprašytas žurnale „Nature“.

Geoterminiai telkiniai, tokie kaip Coso regionas, yra vietovės, kuriose požeminė temperatūra yra ypač aukšta, pavyzdžiui, dėl vulkaninės ar tektoninės veiklos. Šią šilumą galima panaudoti kuriant švarią energiją, kuriai nereikia deginti iškastinio kuro. Tokiai energijai panaudoti vanduo pumpuojamas žemyn į gruntą, kur dėl aukštos temperatūros įkaista. Kai vanduo vėl iškeliamas į paviršių, ši šilumos energija panaudojama elektros energijai gaminti.

Apgaulingas metodas

Svarbu tai, kad kuriant geoterminį telkinį, kai vanduo pumpuojamas, sukeliama daug nedidelių žemės drebėjimų (apie 4 balų stiprumo). Paprastai tai laikoma susirūpinimą keliančiu šaltiniu – dėl tokio „sukelto“ seismiškumo buvo atsisakyta keleto geoterminių projektų. Tačiau šiame tyrime mokslininkai nustatė, kad šie nedideli žemės drebėjimai, taip aseisminė deformacija (vykstanti nesukeliant žemės drebėjimo), kurią sukelia skysčio įpurškimas, iš tikrųjų sumažina įtampą ir taip sumažina didesnio žemės drebėjimo riziką regione.

„Geoterminė energija yra švari energija ir mes turėtume norėti jos kuo daugiau“, – „Technology“ portalui komentavo E.C.Avouacas. „Indukuotas seismiškumas – daugelio mažų žemės drebėjimų sukėlimas – pradinio geoterminio telkinio kūrimo metu buvo laikomas kliūtimi, trukdančia kurti daugiau šios infrastruktūros. Tačiau mūsų tyrimas rodo, kad tai iš tikrųjų yra naudinga. Galima įsivaizduoti, kad geoterminiai laukai būtų plėtojami, pavyzdžiui, palei San Andreaso lūžį, kur būtų gaunama ir švari energija, ir sumažėtų didelio žemės drebėjimo rizika.“

Procesas truko dešimtmečius

Kaltecho universiteto doktorantūros stažuotojos Kyungjae Im vadovaujama komanda siekė sumodeliuoti, kas vyksta po geoterminio lauko, kuris buvo sukurtas energijos gamybai, paviršiumi. Naudodami metodą, vadinamą sintetinės apertūros radaro (SAR) interferometrija, geologai išmatavo, kad Coso geoterminio telkinio paviršius per dešimtmečius nuo jo sukūrimo deformavosi ir įgriuvo dešimtimis centimetrų. K.Im sudarė šios deformacijos modelį ir nustatė, kad požemis dėl pumpuojamo vandens termiškai susitraukia.

Mokslininkė taip pat padarė išvadą, kad šis terminis susitraukimas sumažino tam tikrą įtampą Coso vietovėje ir leido gruntui slinkti „tyliai“, t. y. sklandžiai, nesukeliant žemės drebėjimų. Tai paaiškina, kodėl po didelio 2019 m. liepos 5 d. žemės drebėjimo Coso vietovėje nebuvo didelių požeminių smūgių: po žeme buvo mažesnė įtampa, nes ji jau buvo atslūgusi dėl geoterminės veiklos.

„Mūsų tyrimas rodo, kad, įleidžiant šaltą vandenį, iš tikrųjų galima nuslopinti seisminį aktyvumą vėliau“, – sako K.Im. „Tačiau tai vis tiek neapsieina be rizikos: pradėjus eksploatuoti telkinį kyla pavojus, kad nedideli indukuoti žemės drebėjimai potencialiai gali peraugti į didelius. Tačiau iš esmės laikui bėgant didelių žemės drebėjimų rizika regione yra mažesnė nei tuo atveju, jei telkinys nebūtų plėtojamas. Jūs šiek tiek pagreitinate seisminį aktyvumą, todėl rizika, kad įvyks didelis, laikinai yra didesnė. Tačiau jei pažvelgtumėte į 7 ar 8 balų stiprumo žemės drebėjimo riziką per ilgesnį laikotarpį, maždaug per 15 metų, ji bus daug mažesnė. Mūsų mokslinių tyrimų tikslas – sukurti metodus, kurie leistų tiksliai kiekybiškai įvertinti šį poveikį. Rizika niekada nebus lygi nuliui, tačiau mūsų tyrimas rodo, kad turėtume daugiau tyrinėti šį metodą, kaip sumažinti didelio žemės drebėjimo tikimybę.“