Техногенные причины землетрясений
С древнейших времен человечество сталкивалось со страшной мощью Земли – землетрясениями. Про них есть упоминания даже в Библии. Древнегреческие ученые и философы описывали это стихийное бедствие в своих трактатах, а также упоминания о землетрясениях встречаются и в античных источниках стран Востока.
Описания этого явления были неполными и не совсем точными, «замешанными» на суевериях, и так продолжалось вплоть до 19 века. Первым по-настоящему научным описанием данного явления становится отчет о неаполитанском землетрясении и каталог о самых значимых и крупных землетрясениях мира, составленный во Франции.
Причины этого страшного явления еще не полностью изучены. Их несколько, в зависимости от характера возникновения самого процесса землетрясения. Одним из них являются те, которые связаны с деятельностью людей. Их называют техногенными.
Сила воды
Одной из техногенных причин (называют еще наведенные, возбужденные землетрясения) является заполнение водой искусственных водоемов с целью дальнейшего использования в хозяйственной деятельности человека. Главное: это места, не предназначенные природой для накопления огромных объемов воды! Еще недавно никакой связи между возникновением землетрясений и существованием водохранилищ не предполагали. Однако, неоднократные явления такого характера, происходящие в разных странах, убеждают, что связь имеется, и непосредственная.
Толща воды искусственно созданного водоема вызывает гравитационное воздействие, и давление подземных вод возрастает. Это представляет собой своеобразный «спусковой» механизм для начала будущих подземных толчков. Под действием такой нагрузки водное ложе водохранилища прогибается. «Прогиб» иногда достигает до 20 см. Следствием нагрузки воды является возрастание вертикального напряжения. По сравнению с прочностью пород, залегающих на глубине, это невеликая сила. Однако, имеет место в случае существования разломов, при которых наступает критическое напряжение. Саму нагрузку воды не считают главной проблемой увеличения сейсмической активности. Но иногда данная нагрузка может влиять на сейсмичность «возбужденную». Ведь напряжение от водного веса начинает уменьшаться пропорционально глубине, в связи с чем это явление может проявиться только на первых километрах и при относительно узкой конфигурации водохранилища.
Примером такого рода землетрясений можно считать Нуренское землетрясение, произошедшее в Таджикистане в 1956 году, с магнитудой 5,3. Как утверждали местные сейсмологи, с момента поднятия уровня воды в водохранилище, увеличивалось и количество подземных толчков в этом районе.
Также, в Китае (район Гуанчжоу), когда в 1959 году было заполнено огромное водохранилище Синфынь, произошло мощное восьмибалльное землетрясение. Около 80-ти подземных толчков его спровоцировали, а еще больше толчков зафиксировали уже после основного события. Главные очаги находились близ плотины. В результате системного наблюдения за сейсмоактивностью установили, что увеличение ее уровня напрямую зависит от быстрого подъема водного уровня водохранилища.
Последствия добычи полезных ископаемых
При систематической добыче нефти в продуктивных песчано-глинистых слоях земли снижается поровое давление внутри пласта. По мере того, как происходит отбор нефти, основную массу вышележащего слоя принимает на себя именно продуктивный слой. Механизм зарождения землетрясения схож с зарождением возбужденной сейсмичности в процессе строительства гидроузлов. Ведь известно, что в местах строительства плотин сейсмоактивность усиливается.
Когда идет добыча нефти, возникает необходимость заполнения пустот в продуктивных слоях большими объемами воды. Пласт разрыхляется, изменяется и механическое воздействие одного блока на другой. Когда в каком-либо слое возникает тектоническое напряжение, он может резко выйти из равновесного состояния, в связи с чем часть массива может начать движение. При этом энергия, которая накопилась ранее, делает своего рода скачок, высвобождается и, как следствие, происходит сейсмическое событие.
Также, при длительной закачке воды в пустоты изменяются и показатели температуры массива. При этом неизбежным последствием становится дополнительное напряжение и деформация.
Примером такого события может послужить землетрясение, которое произошло в 1984 году (магнитуда 5,7) в Туркменистане, на глубине 8 км Кумдагского месторождения.
Таким образом, в местах, где добывается газ и нефть, часты землетрясения. Они возникают как при добыче углеводородов, так и в процессе заполнения возникающих пустот с целью поддержать давления пластов. Поэтому, важным моментом при подготовке очередного процесса отбора углеводородов является основательный мониторинг состояния массивов и введение в действие сейсмических станций.
Оценивая возможные причины землетрясений, обусловленных человеческой деятельностью, невольно возникают мысли: это нарушение равновесия природы происходит тогда, когда у нее что-то взяли, но не отдали взамен. Человек только потребляет, но не отдает. А природа – мстит…