Ученые обнаружили новый тип землетрясения —

Международная группа исследователей зафиксировала открытие нового типа землетрясений в Британской Колумбии, Канада. В отличие от обычных землетрясений той же силы, индуцированные землетрясения, вызванные действиями человека, происходят медленнее и имеют большую продолжительность. Однако выявленное событие сейчас выглядит как некая смесь между этими двумя типами.

Согласно исследованию, опубликованному в конце прошлого месяца в научном журнале Nature Communications, землетрясение, обнаруженное командой, было вызвано гидроразрывом пласта, методом, используемым в западной Канаде для добычи нефти и газа, что характеризует его как индуцированное землетрясение.

Толчки, вызванные гидроразрывом пласта, – это толчки, вызванные разломами, связанными с методом, используемым в западной Канаде для добычи нефти и газа. Изображение: Максим Сафанюк – Shutterstock

Используя сеть из восьми сейсмических станций вокруг нагнетательной скважины, расположенных в нескольких километрах друг от друга, исследователи под руководством Хонгю Ю, доктора геофизики из Института геологической разведки Канады, и Ребекки Харрингтон, профессора геологии Бохумского университета (РУБ), зарегистрировали сейсмические данные примерно 350 землетрясений.

Около 10% идентифицированных землетрясений проявили уникальные характеристики, свидетельствующие о том, что они разрушаются медленнее, подобно тому, что ранее наблюдалось в основном в вулканических районах.

Как происходят толчки, вызванные гидроразрывом пласта

Согласно исследованию, возникновение землетрясений, вызванных гидроразрывом пласта, можно объяснить двумя процессами.

Первый гласит, что закачиваемая в породу жидкость создает повышение давления, достаточно значительное для образования новой сети трещин в подземных породах вблизи скважины. В результате увеличение давления может быть достаточно большим, чтобы разблокировать существующие разломы и вызвать землетрясение.

Согласно второму процессу, увеличение давления нагнетаемой жидкости в недрах также вызывает изменения упругого напряжения в окружающих породах, которые могут передаваться на большие расстояния. Если в горных породах, где существуют разломы, происходят изменения напряжения, это также может привести к изменениям, которые вызывают землетрясение.

Ребекка Харрингтон, эксперт по анализу индуцированных землетрясений. Изображение: RUB, Kramer

Читать далее:

Недавно численные модели и лабораторные анализы предсказали нетипичный процесс образования землетрясений на разломах вблизи нагнетательных скважин, который также наблюдался на тектонических разломах в других местах.

Этот процесс, называемый асейсмическим скольжением, начинается как медленное скольжение, которое не высвобождает сейсмическую энергию, но может вызвать изменение напряжения в близлежащих разломах, что приведет к их быстрому скольжению и землетрясению.

Согласно исследованию, недостаток сейсмической энергии этого скольжения и размер задействованных разломов делают его трудно наблюдаемым в природе. Поэтому предыдущие исследования пока не смогли зафиксировать асейсмическое скольжение в широком масштабе с какой-либо связью с индуцированными землетрясениями. Работа настоящего исследования предоставляет косвенные доказательства асейсмической нагрузки и перехода от этого типа скольжения к сейсмическому скольжению.

Гибридные землетрясения

Согласно интерпретации команды, вновь обнаруженные медленные землетрясения являются промежуточной формой обычного землетрясения и асейсмического скольжения – и, таким образом, косвенным доказательством того, что асейсмическое скольжение также может происходить вблизи скважин. Этой промежуточной форме исследователи поэтому дали название гибридная частотная форма волны (EHW) землетрясений.

« Если мы поймем, в какой момент недра реагируют на процесс гидроразрыва пласта движениями, которые не приводят к землетрясению и, следовательно, не наносят ущерба поверхности, в идеале мы могли бы использовать эту информацию для корректировки процедуры закачки », – описывает Ребекка Харрингтон, руководитель группы гидрогеомеханики в РУБ.

« Мы предполагаем, что индуцированные землетрясения ведут себя как большинство других землетрясений и имеют примерно такую же скорость разрыва – два-три км в секунду », – объясняет Ребекка.

Однако это не всегда так. В то время как тряска при обычном землетрясении магнитудой 1,5 в наборе данных исследователей утихла примерно через семь секунд, землетрясение EHW той же магнитуды продолжало трястись более десяти секунд. По этой причине исследователи считают, что для более полного понимания этого процесса необходимо использовать новые подходы.