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韩国最具破坏性的地震可能是由地热电厂引发的

发布时间:2018-05-14

研究小组报告说,2017年11月15日发生在韩国城市浦项发生的5.4级地震可能是由地下数公里的实验性地热发电厂注入水引发的。第二个独立分析还发现该工厂的参与是合理的。

这两项研究于4月26日在科学期刊1,2上发表,它强调了地热植物在地震中的潜在作用,这是韩国自1978年观测开始以来的第二强地震也是该国有史以来最具破坏性的。 82人受伤,200多所房屋严重受损。

俄克拉荷马州类似程度的地震与水力压裂(压裂)的废水注入有关。但浦项地震迄今是迄今为止与地热发电厂有史以来最强大的地震--2006年瑞士巴塞尔的一家类似工厂引起的地震发生的强度超过了3.4级地震。

研究人员说,这些发现可能会改变全球地热行业。韩国高丽大学的结构地质学家Jin-Han Ree和其中一项研究的主要作者Jin-Han Ree说:“如果浦项地震真的被诱导出来,那么它在水电地热发电厂行业就是一种改变游戏规则的地方。 。

地热,增强

大多数传统地热发电厂直接从地下深处的热水中吸取热量,或通过热岩石泵送流体以在地面和设施之间交换热量。但是这需要特定的地质条件。

改进的地热系统(EGS),例如在东南城市浦项建造的地热系统,可以在不太理想的地点进行热量开采。在这种技术中,高压注入深达几公里深的钻孔中的流体导致围岩裂缝和裂缝,这使得热提取流体更容易渗入岩石。预计会有一些地震活动。

针对浦项EGS现场附近的前震,Ree和他的同事在2017年11月初在工厂附近安装了8个地震仪。他们认为,主要地震的深度只有4.5公里,远远低于韩国大部分地震,但与工厂井的4.4公里深度一致。

研究人员说,有关断层几何形状的数据表明,工程师通过或非常靠近地面钻探了植物的注入井,并将流体直接注入其中。

Ree的团队还分析了距离该厂10公里处的一个地震台的档案数据,该数据显示在钻井完成之前的五年内该地点没有记录到任何地震。然而,之后发生了150次微震和4次大于2.0的地震 - 绝大多数地震活动在流体注入后立即发生。

该小组得出结论说,地热工厂“可能诱发”或“几乎肯定诱发”了浦项地震。

在第二项研究2中,来自瑞士,英国和德国的一组独立研究人员主要分析了长距离地震数据和卫星雷达数据,以确定地震当天和之后两周的地震活动。研究人员还发现主震的浅层深度为4-4.5公里,并确定活动断层直接通过了工厂。

瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH)的地震学家Francesco Grigoli和研究合着者之一,警告不要在没有进一步分析的情况下得出确切的结论。但他说,结果“肯定会影响未来的项目”。

未解答的问题

一些研究人员对流体注入引发地震表示怀疑。 “我确实有些怀疑,”加利福尼亚州劳伦斯伯克利国家实验室的地球物理学家Ernie Majer说。 “也许这个领域非常接近失败,它并没有太多的设置。”

首尔延世大学的地震学家泰康弘不相信该工厂参与了地震。他说,地震的起源可能比最新研究表明的要深一些。他未发表的区域地震数据分析表明,地震起源于6.2公里深度,余震深达10公里,他认为这并非韩国地震的罕见深度。

工厂的运营商NexGeo在事件发生后的第二天拒绝与地震有任何关系,称在主震发生之前流体注入已经停止了将近两个月。

两个研究小组都表示,注入的流体可能需要几个月的时间才能稳定并建立足够的压力来引发地震。 “巴塞尔仍然发生地震,尽管他们在十多年前关闭了地热发电厂,”Ree说。

浦项地震发生10天后,政府下令停止运营,并开始调查与地热发电厂可能存在的联系,该地热发电厂目前仍在运行。

一些科学家说,最近的研究提出了浦项EGS电厂运营商是否知道故障或应该知道的问题。 2005年,位于大田的韩国地球科学和矿产资源研究所(KIGAM) - 浦项工厂的NexGeo合作伙伴之一 - 的研究人员利用大地电磁测深发表了该地区的一项调查,该调查使用磁性读数绘制地下岩石的电导率。它报告了该地区的一个重大故障。

但是KIGAM的地球物理学家Yoonho Song和调查作者之一说,这种地表勘探的数据无法推断故障是否发生。 “从我们的任何研究活动来看,我们从未怀疑该领域存在任何活跃的错误。”他拒绝进一步发表评论,并援引正在进行的政府调查。

在本文发表之前,NexGeo没有对Nature i的要求发表评论。

美国加州门洛帕克地质调查局的地震学家Ole Kaven表示,未来的EGS项目应该吸取浦项工厂的经验教训,以帮助减少可能涉及的风险。 “每个项目都有机会了解该过程的其他缺陷。”