چکیده
برای به کار گیری از بهترین روشهای ایمنی ، زمین لرزه های دست ساز انسان باید به عنوان تابعی از منشأ آنها متفاوت باشند.حداقل چهار نوع تنظیمات مختلف را می توان تشخیص داد که در آن فعالیت های انسانی می تواند لرزه ایجاد کند: (1) برداشت مایعات از یک مخزن چینه شناسی در زیر زمین می تواند باعث فشردگی حفره ها و فروپاشی حجم پوشاننده یعنی لرزه جاذبه ای (گراوی کوییک) شود. هرچه مخزن عمیق تر باشد، حجم و بزرگی زلزله بیشتر است. (2) فاضلاب یا تزریق مجدد گاز باعث کاهش اصطکاک در حجم و در امتداد سطوح گسلی می شود و باعث فعال شدن خزش یا فعال شدن ناگهانی ناپیوستگی های تکتونیکی، یعنی زلزله های مجدد می شود. (3) تزریق مایع در فشار فوق لیتاستاتیک باعث ایجاد شکست توسط آب و ریز لرزه ای، یعنی ساختار آب می شود (4) استخراج مایعات یا تزریق مایعات، پر کردن یا خالی کردن دریاچه های مصنوعی بار سنگین را تغییر می دهد که حداکثر تنش اصلی در شرایط تکتنیک کششی، حداقل فشار اصلی در شرایط تکتونیکی انقباضی و فشار متوسط اصلی در شرایط ضربه ای، یعنی لرزه های بار است. بیش از مقادیر فشار داده شده، افزایش بار لیتوستاتیک می تواند به فعال شدن گسل های طبیعی منجر شود، در حالی که کاهش آن ممکن است به عنوان گسل های رانش کمک کند. به عنوان مثال، پر کردن یک دریاچه مصنوعی ممکن است زلزله عادی مرتبط با گسل را ایجاد کند. بنابراین، هر شرایط ویژگی های خاص خود را دارد و اطلاع از مکانیسم های مختلف ممکن است در به کارگیری اقدامات احتیاطی مناسب در فعالیت های مختلف صنعتی کمک کند.
1. مقدمه
لرزه خیزی اخیر نیز به یک مساله علمی و اجتماعی مرتبط شده است (ساکال ، 2009؛ گریگولی و همکاران, 2017). گرچه لرزه ها در برابر شدت لرزه های طبیعی و انسانی همیشه مستقیم نیستند (داهم و همکاران, 2015), لرزه ها ناشی از تزریق مایع یا سیال به طور حتم توسط رالی و همکاران (1976) اثبات شده است. تزریق مایع به زیر سطح زمین با عملیات صنعتی, به خصوص دفع فاضلاب, ذخیره سازی گاز یا زمین گرمایی مربوط است (هالی و همکاران, 1968; , 2007; زوباک شورای تحقیقات ملی, 2013). همچنین ثابت شده است که فعالیت های انسانی میتواند اندازه رخدادها را به عنوان تابعی از حجم و میزان تزریق شده سیال تعیین کند(وینگارتن; 2014, مک گر ، 2015) و افزایش فشار سیال (هسیه و بردهوفت، 1981) به خصوص در اوکلاهاما, میزان لرزه خیزی یا شدت لرزه را با توجه به تزریق فاضلاب در عمق نشان داده است که افزایش شدیدی داشته است (السوورث، 2013؛ کرنان و همکاران, 2014). زمین‌لرزه همچنین با بارگذاری اثرات بر روی دریاچه‌ها و حفاری‌های سنگ مصنوعی کشف شد (سیمپسون، ۱۹۷۶، ۱۹۸۶). این گزارش خاطر نشان ساخت که فعالیت‌های صنعتی، انرژی را برای پدیده زمین‌شناسی تامین نمی‌کنند، بلکه آنها را به کاهش اصطکاک بر روی سازه‌های تکتونیک یا زمین ساخت که در حال حاضر در حالت بحرانی شکست فشار هستند، در زمانی که سیالات فشار منافذ را افزایش می‌دهند، تسریع می‌کنند (والش و زوباک، ۲۰۱۵).
شواهدی از لرزه‌ها ناشی از تزریق مایع پساب در مخازن نفت تهی شده، به خوبی ایجاد شده‌اند (شاپیرو و همکاران، ۲۰۱۰؛ استبیلی و همکاران، ۲۰۱۵؛ بوتینلی و همکاران، ۲۰۱۶)، و همچنین برای ذخیره‌سازی گاز تثبیت شده است.( رویز باراجاس و همکاران، ۲۰۱۷ و مراجع در آن). بنابراین، یک سیاست مبتنی بر پایه لرزه‌ای ، مورد نیاز است (جیاردینی ، ۲۰۰۹ ؛ مک گار و همکاران ، ۲۰۱۵ ؛ لنگنبروچ و زوباک ، ۲۰۱۶). به همین دلیل، وزارت صنایع دولت ایتالیا خطوط راهنما را برای فعالیت‌های صنعتی زیرسطحی در آینده معرفی کرد (گروه کاری MISE - CIRM ۲۰۱۴). براساس مروری بر تنظیمات مختلف زمین‌شناسی موجود، این مقاله یک طبقه‌بندی از انواع مختلف لرزه‌ای ایجاد شده را برای تمایز بین چندین محیط تکتونیک و اثرات اختلالات انسانی پیشنهاد می‌کند. تعدادی از طبقه‌بندی‌های مفید پیش از این پیشنهاد شده‌اند، اما این مقاله به ترتیب با توجه به فشارهای هیدرواستاتیک(ساختار ابی) و لیتواستاتیک (فشار سنگ ایستایی) به ترتیب مورد بررسی قرار می‌گیرد. فشار هیدرواستاتیک(ساختار ابی) به طور متوسط ۱۰ MPa در کیلومتر افزایش می‌یابد. فشار لیتواستاتیک (فشار سنگ ایستایی) به ترتیب s۱، s۳، s۲ در تنظیمات تکتونیکی(زمین ساخت) کششی ، انقباضی و اعتصابی است. بارگذاری لیتواستاتیک(ساختار ابی)، rgz که در آن r = چگالی سنگ است، g شتاب ثقل و z = عمق) با عمق بین ۲۳ تا ۲۷ MPa در کیلومتر، با فرض چگالی ۲.۳ یا ۲.۷ گرم بر سانتی متر مکعب افزایش می‌یابد. نسبت بین فشار منفذی و بارگذاری لیتواستاتیک (ساختار آبی) (هاببرت و روبی ، ۱۹۵۹) به طور متوسط ۰.۳۵ در پوسته بالا کم‌عمق است، اما این نسبت به لیتواستاتیک (مثلا، ۰.۹) با عمق افزایش می‌یابد (سیبسون، ۱۹۹۲). مقدار اصطکاک استاتیک (m) در پوسته بالایی به طور متوسط <۰.۶ می‌باشد (زوباک و تاونند، 2001). تغییرات کوچک این مقادیر می‌توانند تنش انحرافی را در یک منطقه مشخص تغییر داده و لرزه‌ها را القا کنند. تغییرات شیمیایی و دمایی در ترکیب سنگ و مایعات ممکن است به طور قابل‌توجهی بر مقادیر متوسط تاثیر بگذارد (به عنوان مثال، فسیل، ۲۰۱۰).
این مقاله در نشریه الزویر منتشر شده و ترجمه آن با عنوان لرزه نگاری در سایت ای ترجمه به صورت رایگان قابل دانلود می باشد. جهت دانلود رایگان مقاله فارسی و انگلیسی روی عنوان فارسی (آبی رنگ) کلیک نمایید.
منبع:
