Skip to main content

MEchanisms and PHysical processes governing Induced Seismicity: insights from Theoretical models and seismological Observations

Article Category

Article available in the folowing languages:

Twarde jak skała? Ulepszone metody zarządzania ryzykiem sejsmicznym

Trzęsienia ziemi wywołane działalnością człowieka sprawiły, że społeczeństwo przestało być pewne bezpieczeństwa działań przemysłu wydobywczego. Dokładniejsze narzędzia modelowania ryzyka mogą pomóc odbudować to nadwątlone zaufanie.

Badania podstawowe

Działania wydobywcze, takie jak wydobycie węgla, ropy naftowej, gazu, eksploatacja źródeł energii geotermalnej czy gazu ziemnego często wpływają na zmianę naprężeń w sąsiadujących formacjach geologicznych. Może to prowadzić do powstawania wstrząsów indukowanych odczuwalnych przez okolicznych mieszkańców, a nawet powodować szkody. Koordynator projektu MEPHISTO Francesco Grigoli, samodzielny badacz i wykładowca na Politechnice Federalnej w Zurychu, w Szwajcarii wyjaśnia: „Wstrząsy indukowane zdarzają się na całym świecie i powodują uszkodzenia budynków prywatnych i publicznych oraz narażają ludzi na niebezpieczeństwo. Ostatni istotny przypadek wstrząsów indukowanych miał miejsce w Korei Południowej w listopadzie 2017 roku, gdy eksploatacja źródła energii geotermalnej doprowadziła do trzęsienia ziemi o mocy 5,5 stopnia. Około 70 osób zostało ciężko rannych, wstrząsy wywołały też znaczne szkody”. W efekcie w ostatnich latach w świecie naukowym, politycznym i na gruncie społecznym powstały w związku z tym poważne debaty. Ponadto opinia publiczna zaczęła przejawiać coraz większą awersję do wydobycia przemysłowego.

Lepsze narzędzia do monitorowania

Głównym celem projektu MEPHISTO realizowanego przy wsparciu z programu działań „Maria Skłodowska-Curie” było odniesienie się do potencjalnych zagrożeń dla społeczeństwa, jakie wiążą się z występowaniem wstrząsów indukowanych. Działania te miały zmniejszyć obawy społeczności i podnieść zaufanie do przemysłu. Grigoli mówi: „Wiele projektów związanych z energią zarzucono właśnie w wyniku występowania wstrząsów indukowanych. To sugeruje, że istniejące narzędzia zarządzania sejsmicznością indukowaną – tak zwany system sygnalizacji świetlnej – nie wystarczają do zapewnienia bezpieczeństwa przy takich działaniach przemysłowych”. Działania podejmowane w ramach projektu MEPHISTO uwzględniają potrzebę wprowadzenia skuteczniejszych środków zmniejszania ryzyka. Jego celem było opracowanie nowych metod monitorowania mikrosejsmiczności oraz integracja i testowanie nowych technik modelowania sejsmiczności. Działania naukowców zajmujących się projektem skupiały się przede wszystkim na lepszym zrozumieniu wpływu wtryskiwania i ekstrakcji płynów na potencjalne naruszenie istniejących już w skorupie ziemskiej uskoków. Do symulacji różnych scenariuszy wstrząsów indukowanych wykorzystano modele geomechaniczne i statystyczne. Dzięki temu zespół projektowy był w stanie ulepszyć narzędzia do monitorowania mikrosejsmicznego. Głównym celem badaczy było uwzględnienie ewolucji aktywności sejsmicznej oraz jej wpływu na trwające operacje przemysłowe. Grigoli dodaje: „Opracowaliśmy też nową metodę lokalizacji zdarzeń sejsmicznych. Dzięki temu udaje się nam uzyskiwać wyniki wysokiej jakości, nawet jeśli infrastruktura monitorowania jest słaba”. Punktem kulminacyjnym projektu było przetestowanie zaawansowanych procedur zmniejszania ryzyka związanego z sejsmicznością indukowaną w czasie rzeczywistym – tak zwanego zaawansowanego systemu sygnalizacji świetlnej. Opracowane procedury zostały zastosowane podczas eksperymentu z stymulacją hydrauliczną prowadzonego na Islandii.

Dokładne zarządzanie ryzykiem

Projekt MEPHISTO pozwolił uczonym osiągnąć szereg istotnych wyników, które mogą przynieść pozytywne skutki w zakresie monitorowania sejsmiczności indukowanej. W ramach projektu udało się z powodzeniem przetestować nowe procedury działania w rzeczywistym przypadku zarządzania ryzykiem związanym z indukcją aktywności sejsmicznej. Oznacza to, że nowe procedury mogą być przydatne podczas wczesnej identyfikacji zagrożeń sejsmicznych. „Testy zaawansowanego systemu sygnalizacji świetlnej dały obiecujące wyniki i otworzyły nowe możliwości łagodzenia niektórych zagrożeń związanych z przemysłowym wydobyciem”, mówi Grigoli. „Kolejne kroki będą obejmować szeroko zakrojone testy procedur ograniczania ryzyka w różnych środowiskach i zastosowaniach przemysłowych”. Wszystkie narzędzia do monitorowania opracowane w ramach projektu i znajdujące zastosowanie w wielu sytuacjach są teraz dostępne nieodpłatnie dla społeczności sejsmologicznej.

Słowa kluczowe

MEPHISTO, sejsmiczność, trzęsienia ziemi, górnictwo, geotermia, hydraulika, monitoring

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania