今年，俄克拉荷馬州已經發生了超過 230 次震級大於 3.0 的地震。在 2008 年之前，該州平均每年發生一次這樣的地震。地震活動的激增讓居民和專家都在思考其根本原因。
過去的研究表明，該州各地石油鑽探和水力壓裂現場的廢水注入等過程可能會引發少量地震，但科學家們一直未能將一些較遠或較強的地震與這些有時很遙遠的廢水井具體聯絡起來。直到現在。
今天發表在《科學》雜誌上的一項研究解釋了廢水注入點——即石油鑽探和水力壓裂過程中產生的有毒廢水被注入地下不透水岩層之間，以避免汙染淡水的區域——如何可能導致有時是災難性的地震事件急劇增加。“在一個像這樣廣闊的區域發生如此多的地震，這真是前所未有的，”康奈爾大學的研究合著者傑弗裡·艾伯斯說。“我們看到的大多數大型地震序列要麼是主震和大量餘震，要麼可能發生在火山系統或地熱系統中心的正下方。因此，您可能會看到小規模的群震，但沒有任何真正像這樣分散且持續的現象。”
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艾伯斯和他的同事挖掘了與廢水注入點相關的液體流量和體積資料。然後，他們模擬了水的流動，並計算了水注入岩石的物理特性。透過這樣做，該團隊確定，在俄克拉荷馬州的石油鑽探和水力壓裂中使用的一些相對較少的廢水注入點，畢竟可能能夠在該州各地引發相對強烈的遠距離地震。“重要的是，我們看到地震分佈範圍更廣，離井更遠，並且發生在許多不同的方向，”艾伯斯觀察到，“其中一些地震距離似乎是增加壓力的主要井有 20 英里之遙。”
自 20 世紀 60 年代以來，科學家們就已知道廢水注入（在此過程中，數百萬桶廢水被強行注入處理井）會透過增加地下流體壓力來引發地震。艾伯斯解釋說，壓力的增加會降低斷層的摩擦強度，使其滑動。
俄克拉荷馬州地質調查局的地震學家奧斯汀·荷蘭沒有參與這項研究，他說可能有大量因素影響地震。但與這篇新論文的作者一樣，他也發現了將俄克拉荷馬州地震與石油和天然氣活動具體聯絡起來的證據。“我們當然有來自石油和天然氣的貢獻，但問題是有多少，範圍有多廣以及這是如何發生的，”他說。“這項研究肯定有助於提高我們對俄克拉荷馬州正在發生的事情的科學討論的理解。”
廢水注入點的數量似乎也在不斷增加，艾伯斯指出，2004 年至 2008 年間，允許的廢水注入率翻了一番，此後很可能還在增加。他說，過去幾年德克薩斯州的幾次地震都與廢水注入有關，但這些事件的規模與俄克拉荷馬州正在發生的事情相比相形見絀。在俄亥俄州、猶他州、科羅拉多州和不列顛哥倫比亞省，也都有記錄在案的廢水注入驅動地震的案例，所有這些都發生在過去一年左右。
荷蘭補充說，這些事件需要政治和社會討論。“在俄克拉荷馬州生產石油和天然氣到底有多重要，為了生產我們習慣生產的石油和天然氣，我們是否願意處理這些處理井的問題？”他問道。
艾伯斯指出，需要對該主題進行持續研究，以更好地理解這些過程的複雜性，因為它們將持續到未來。“我認為，美國中部地區地震增加的速度確實非同尋常，並且還在持續，但這絕不是對此事的最後定論，”艾伯斯評論道。“顯然那裡正在發生一些重要的事情，我們需要密切關注，我們需要努力理解。”