Naukowcy wywołali 8000 trzęsień ziemi pod Alpami - ale wszystko było pod kontrolą

Wstrząsy te nie były odczuwalne na powierzchni. Celem nie było "stworzenie niebezpiecznego trzęsienia ziemi", ale zrozumienie, w jaki sposób występują podziemne zdarzenia sejsmiczne i jak zmniejszyć ryzyko podczas pracy pod powierzchnią.

Szczegóły

Eksperyment został przeprowadzony przez specjalistów z ETH Zurich w BedrettoLab. Znajduje się ono w tunelu o długości ponad 5 kilometrów pod szwajcarskimi Alpami. Nad laboratorium znajduje się około półtora kilometra skał, więc miejsce to jest odpowiednie do badania procesów, które zwykle zachodzą głęboko pod ziemią.

Projekt nosi nazwę FEAR-2 - Fault Activation and Earthquake Rupture. W ciągu czterech dni naukowcy wpompowali około 750 metrów sześciennych wody do otworów wywierconych w ścianach tunelu.

Co ważne, badacze nie stworzyli nowego uskoku. Pracowali z istniejącym pęknięciem w skale i próbowali delikatnie "popchnąć" je do ruchu. Wstrzyknięta woda zmniejsza tarcie wewnątrz uskoku, co może spowodować lekkie przesunięcie skały.

Instrumenty ostatecznie zarejestrowały około 8 000 małych zdarzeń sejsmicznych. Naukowcy spodziewali się zbliżyć do trzęsienia ziemi o magnitudzie 1, ale rzeczywiste wstrząsy były słabsze i wahały się od około -5 do -0,14 w lokalnej magnitudzie.

Ze względów bezpieczeństwa podczas eksperymentu w tunelu nie przebywały żadne osoby. Cały proces był kontrolowany zdalnie z laboratorium ETH Zurich.

Dlaczego to ważne

Eksperymenty takie jak ten pomagają nam dokładnie zrozumieć, jak powstają trzęsienia ziemi. Zazwyczaj sejsmolodzy ustawiają czujniki w pobliżu znanych uskoków i czekają, aż natura coś im powie. W BedrettoLab podejście jest inne: uskok jest wcześniej nasycany czujnikami, a następnie w kontrolowanych warunkach wywoływany jest słaby ruch.

Jest to ważne nie tylko dla nauk podstawowych. Działalność człowieka pod ziemią może również powodować trzęsienia ziemi. Dzieje się tak w przypadku projektów geotermalnych, wydobycia zasobów, szczelinowania lub wtrysku ścieków.

Jeśli naukowcy lepiej zrozumieją, jakie parametry wywołują podziemne wstrząsy, będą mogli dokładniej ocenić, jak nie wywołać niebezpiecznego zdarzenia. Jak wyjaśniają naukowcy, chodzi o to, aby dowiedzieć się, jak wywoływać bardzo słabe trzęsienia ziemi - a dzięki temu zrozumieć, jak uniknąć silniejszych.

Kontekst

Indukowane trzęsienia ziemi stały się już poważnym problemem w różnych krajach. Na przykład w Korei Południowej trzęsienie ziemi o magnitudzie 5,4 w pobliżu Pohang w 2017 r. było związane z wtryskiem wody w eksperymentalnej elektrowni geotermalnej. W Stanach Zjednoczonych podobne zagrożenia są omawiane w związku z zatłaczaniem ścieków oraz wydobyciem ropy naftowej i gazu.

Dlatego też naukowcy podkreślają: wyzwaniem nie jest porzucenie wszystkich technologii podziemnych. Energia geotermalna, tunele, magazynowanie i inne projekty mogą być ważne dla gospodarki i energetyki. Musimy jednak pracować z podglebiem w bezpieczniejszy sposób.

Eksperyment pod Alpami jest próbą zrozumienia mechaniki uskoków w kontrolowanym środowisku, w którym każdy słaby wstrząs może być mierzony w czasie zbliżonym do rzeczywistego.

Źródło

AFP Głęboko pod szwajcarskimi Alpami, naukowcy wywołują 8000 małych trzęsień ziemi w kontrolowanym teście na stronie Phys.org opisuje eksperyment FEAR-2 w podziemnym BedrettoLab na ETH Zurich. Naukowcy wpompowali wodę do naturalnego uskoku pod szwajcarskimi Alpami, aby wywołać i zbadać kontrolowane mikrowstrząsy.