Thủy lực cắt phá là phương pháp khai thác khoáng sản dưới các tầng địa chất dày, giúp tăng hiệu lực khai thác mỏ đồng thời thúc đẩy phát triển kinh tế. Tuy nhiên, khi nghiên cứu sâu hơn, thủy lực cắt phá là nguyên nhân gây ra nhiều trận động đất ở Canada những năm gần đây.
Nhóm nghiên cứu từ Cơ quan Khảo sát Địa chất Canada đã ghi nhận một dạng động đất mới, gây ra bởi những vết nứt vỡ chậm, xuất hiện gần một giếng khí đốt đang hoạt động. Đây là cơ sở để làm rõ, tại sao các chấn động rất nhỏ trong quá trình khai thác, có thể gây ra vết trượt địa chấn cùng nhiều trận động đất lớn.
Theo quan sát, khoảng 10% trong số 350 trận động đất gần giếng khí đốt ở British Columbia và Canada, đều có một điểm chung. Chúng đều vỡ chậm hơn và kéo dài lâu hơn vài giây so với những chấn động do nứt gãy tự nhiên gây ra.
Thủy lực cắt phá có thể gây ra những trận động đất nhỏ, khó phát hiện khi khai thác dầu và khí dưới lòng đất. Quá trình này cũng bơm một lượng lớn nước thải xuống lòng đất, tạo áp lực cho nhiều đường đứt gãy địa chấn tự nhiên.
“Chúng tôi giả định, động đất gây ra bởi thủy lực cắt phá hoạt động giống như hầu hết những trận động đất khác. Chúng đều có tốc độ đứt gãy gần như bằng nhau, từ 2-3 km/giây”, nhóm nghiên cứu nói.
Sử dụng mạng lưới các trạm địa chấn xung quanh giếng phun, nhóm nghiên cứu ghi nhận một loại tín hiệu “trượt chậm” gần khu vực giếng. Nó giải phóng ra năng lượng địa chất, có biên độ nhỏ (2,0 độ richter trở xuống). Họ gọi loại tín hiệu này là động đất dạng sóng tần số lai.
Thủy lực áp suất cao gây ra các vết trượt địa chấn mới, cộng dồn với đứt gãy tự nhiên gần đó, cuối cùng gây ra động đất lớn. Động đất dạng sóng tần số lai là bằng chứng cho quá trình cộng dồn đó đang xảy ra.
Trận động đất lớn nhất gây ra bởi thủy lực, đã xảy ra ở Trung Quốc vào năm 2018. Biên độ của nó tương đương trận động đất làm 20 người chết ở Pakistan, 5.7 độ richter. Dù chỉ là động đất nhân tạo nhưng sức phá hủy của nó lại không hề thua kém động đất tự nhiên.
Những năm gần đây, nhiều nghiên cứu đã thử tìm điểm liên kết giữa các trận động đất xảy ra ở xa với thủy lực cắt phá. Họ phát hiện, quá trình bơm chất lỏng xuống lòng đất có thể gây ra động đất nhanh hơn và xa hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây.
Điều này chứng minh, những tác động dù nhỏ đến mấy của thủy lực cắt phá, cũng có thể tạo ra ảnh hưởng lớn, gây nguy hiểm cho môi trường, đe dọa cuộc sống dân cư lân cận.
“Nếu không thể chứng minh tầm ảnh hưởng của phương pháp khai thác mỏ này thì những chủ mỏ sẽ không bao giờ nhận trách nhiệm”, Nhà địa chất học Gillian Foulger viết trong The Conversation vào năm 2019.
Một số nhà địa chấn học cho biết, hiểu biết tốt hơn về các trận động đất do thủy lực, sẽ giúp quản lý và giảm thiểu rủi ro. Tuy nhiên, vài người khác thắc mắc, liệu có nên ngăn chặn hoạt động khai thác này không? Với quỹ đạo hiện tại của Trái Đất, con đường dẫn đến thảm họa nóng lên toàn cầu chỉ bị ngăn chặn khi số lượng nhiên liệu hóa thạch trong lòng đất được loại bỏ.
Về điểm đó, khi tìm hiểu các trận động đất gây ra bởi thủy lực cắt phá, xuất hiện một số tác động nghiêm trọng liên quan đến công nghệ lưu trữ và thu giữ carbon, vốn đang gây tranh cãi. Cùng với nước và cát, carbon cũng được sử dụng trong thủy lực cắt phá.
"Việc vỡ hồ chứa carbon dioxide trong quá trình khai thác khoáng chất bởi động đất, sẽ vô hiệu hóa nỗ lực bảo vệ bầu khí quyển, và gây nguy hiểm cho sức khỏe con người. Điều quan trọng vẫn là tìm ra biện pháp hạn chế rủi ro khi sử dụng thủy lực cắt phá”, Foulger viết.
Nguồn: Science Alert
Tác động như thế nào?
Theo Wikipedia, thủy lực cắt phá là kỹ thuật khai thác mỏ bằng cách dùng áp suất chất lỏng, làm nứt các tầng đá dưới sâu mặt đất. Qua đó khai mở những khoáng chất (dầu mỏ, khí đốt) vốn bị nén chặt trong lòng đất. Chất lỏng bơm xuống thường là nước, cát trộn chung với một số loại hóa chất đặc biệt.Nhóm nghiên cứu từ Cơ quan Khảo sát Địa chất Canada đã ghi nhận một dạng động đất mới, gây ra bởi những vết nứt vỡ chậm, xuất hiện gần một giếng khí đốt đang hoạt động. Đây là cơ sở để làm rõ, tại sao các chấn động rất nhỏ trong quá trình khai thác, có thể gây ra vết trượt địa chấn cùng nhiều trận động đất lớn.
Theo quan sát, khoảng 10% trong số 350 trận động đất gần giếng khí đốt ở British Columbia và Canada, đều có một điểm chung. Chúng đều vỡ chậm hơn và kéo dài lâu hơn vài giây so với những chấn động do nứt gãy tự nhiên gây ra.
Thủy lực cắt phá có thể gây ra những trận động đất nhỏ, khó phát hiện khi khai thác dầu và khí dưới lòng đất. Quá trình này cũng bơm một lượng lớn nước thải xuống lòng đất, tạo áp lực cho nhiều đường đứt gãy địa chấn tự nhiên.
“Chúng tôi giả định, động đất gây ra bởi thủy lực cắt phá hoạt động giống như hầu hết những trận động đất khác. Chúng đều có tốc độ đứt gãy gần như bằng nhau, từ 2-3 km/giây”, nhóm nghiên cứu nói.
Sử dụng mạng lưới các trạm địa chấn xung quanh giếng phun, nhóm nghiên cứu ghi nhận một loại tín hiệu “trượt chậm” gần khu vực giếng. Nó giải phóng ra năng lượng địa chất, có biên độ nhỏ (2,0 độ richter trở xuống). Họ gọi loại tín hiệu này là động đất dạng sóng tần số lai.
Thủy lực áp suất cao gây ra các vết trượt địa chấn mới, cộng dồn với đứt gãy tự nhiên gần đó, cuối cùng gây ra động đất lớn. Động đất dạng sóng tần số lai là bằng chứng cho quá trình cộng dồn đó đang xảy ra.
Trận động đất lớn nhất gây ra bởi thủy lực, đã xảy ra ở Trung Quốc vào năm 2018. Biên độ của nó tương đương trận động đất làm 20 người chết ở Pakistan, 5.7 độ richter. Dù chỉ là động đất nhân tạo nhưng sức phá hủy của nó lại không hề thua kém động đất tự nhiên.
Điều này chứng minh, những tác động dù nhỏ đến mấy của thủy lực cắt phá, cũng có thể tạo ra ảnh hưởng lớn, gây nguy hiểm cho môi trường, đe dọa cuộc sống dân cư lân cận.
“Nếu không thể chứng minh tầm ảnh hưởng của phương pháp khai thác mỏ này thì những chủ mỏ sẽ không bao giờ nhận trách nhiệm”, Nhà địa chất học Gillian Foulger viết trong The Conversation vào năm 2019.
Có cần thiết từ bỏ thủy lực cắt phá?
Nghiên cứu trên được thúc đẩy trong bối cảnh nhiều hoạt động địa chấn đã xảy ra ở miền trung Tây Hoa Kỳ. Ngoài ra, một nghiên cứu năm 2013 cho thấy, một số giếng khai thác dầu hay khí đốt cũng dễ bị tác động hơn bởi rung chấn cỡ trung. Những rung chấn này xảy ra do ảnh hưởng của một trận động đất lớn khác cách xa hàng nghìn km, với tâm chấn nằm dưới các lục địa khác.Một số nhà địa chấn học cho biết, hiểu biết tốt hơn về các trận động đất do thủy lực, sẽ giúp quản lý và giảm thiểu rủi ro. Tuy nhiên, vài người khác thắc mắc, liệu có nên ngăn chặn hoạt động khai thác này không? Với quỹ đạo hiện tại của Trái Đất, con đường dẫn đến thảm họa nóng lên toàn cầu chỉ bị ngăn chặn khi số lượng nhiên liệu hóa thạch trong lòng đất được loại bỏ.
Về điểm đó, khi tìm hiểu các trận động đất gây ra bởi thủy lực cắt phá, xuất hiện một số tác động nghiêm trọng liên quan đến công nghệ lưu trữ và thu giữ carbon, vốn đang gây tranh cãi. Cùng với nước và cát, carbon cũng được sử dụng trong thủy lực cắt phá.
"Việc vỡ hồ chứa carbon dioxide trong quá trình khai thác khoáng chất bởi động đất, sẽ vô hiệu hóa nỗ lực bảo vệ bầu khí quyển, và gây nguy hiểm cho sức khỏe con người. Điều quan trọng vẫn là tìm ra biện pháp hạn chế rủi ro khi sử dụng thủy lực cắt phá”, Foulger viết.
Nguồn: Science Alert
