Produkcja takiej energii sposobem na… trzęsienia ziemi

Po dużym trzęsieniu ziemi w Ridgecrest w Kalifornii w lipcu 2019 roku sejsmolodzy odnotowali tysiące wstrząsów wtórnych w regionie. Co zaskakujące, żadnego nie zaobserwowano w polu geotermalnym Coso, oddalonym zaledwie o około 10 kilometrów od pęknięcia powierzchni spowodowanego przez główny wstrząs.

Publikacja: 06.07.2021 19:40

Produkcja takiej energii sposobem na… trzęsienia ziemi

Foto: David Paul Morris/Bloomberg

Główne trzęsienie w Ridgecrest miało siłę 7,1 stopni w skali Richtera. Naukowcy z kalifornijskiej politechniki Caltech odkryli, że operacje związane z produkcją energii geotermalnej w Coso w ciągu ostatnich 30 lat zmieniły cały region, czyniąc go mniej podatnym na trzęsienia ziemi. Odkrycia te mogą wskazać sposoby systematycznego łagodzenia napięcia sejsmicznego w regionach narażonych na trzęsienia ziemi, przy jednoczesnym budowaniu infrastruktury czystej energii.

CZYTAJ TAKŻE: Drewniane szyby i energia od ludzi. W laboratoriach szykują rewolucję

Badania przeprowadzono w laboratorium Jeana-Philippe’a Avouaca, profesora geologii i inżynierii mechanicznej i lądowej. Artykuł opisujący badania ukazał się w czasopiśmie Nature.

Pola geotermalne, takie jak region Coso, to obszary, w których temperatury podpowierzchniowe są szczególnie wysokie, na przykład w wyniku aktywności wulkanicznej lub tektonicznej. Ciepło to może być wykorzystane do stworzenia czystej energii. Aby wykorzystać tę energię, woda jest pompowana głęboko do gruntu, gdzie wysoka temperatura podgrzewa wodę, a kiedy jest wyprowadzana z powrotem na powierzchnię, energia cieplna jest wykorzystywana do wytwarzania elektryczności.

Podczas rozbudowy pola geotermalnego, po wpompowaniu wody, wywoływanych jest wiele małych trzęsień ziemi (o sile około 4 stopni). Wiele projektów geotermalnych zostało porzuconych z powodu takiej „indukowanej” sejsmiczności, w obawie przed wywołaniem dużo poważniejszego trzęsienia. Jednak w nowym badaniu naukowcy odkryli, że te małe trzęsienia ziemi, a także „cicha” lub asejsmiczna deformacja (występująca bez wywołania trzęsienia ziemi) spowodowana wtryskiem wody, faktycznie łagodzą napięcie, a tym samym zmniejszają ryzyko większego trzęsienia ziemi w danym regionie.

Sejsmiczność indukowana, czyli wyzwalanie wielu małych trzęsień ziemi podczas początkowego rozwoju pola geotermalnego była postrzegana jako przeszkoda w budowaniu większej ilości tej infrastruktury. Jednak nasze badanie pokazuje, że faktycznie jest z tego korzyść. Można sobie wyobrazić, na przykład, rozwój pól geotermalnych wzdłuż uskoku San Andreas, gdzie zarówno można uzyskać czystą energię, jak i zmniejszyć ryzyko dużego trzęsienia ziemi – przekonuje Avouac.

CZYTAJ TAKŻE: To będzie przełomowa technologia? Energia czerpana z… cienia

Zespół pod kierunkiem Kyungjae Im, doktora Caltech, starał się stworzyć model tego, co dzieje się pod powierzchnią pola geotermalnego, które powstało do produkcji energii. Korzystając z radaru z syntetyczną aperturą (SAR) geolodzy stwierdzili, że powierzchnia pola geotermalnego Coso odkształciła się i opadła o dziesiątki centymetrów w ciągu dziesięcioleci od jego powstania. Model pokazuje, że podziemie skurczyło się termicznie z powodu wpompowywania wody. Doprowadziło to do złagodzenia zdarzeń geologicznych w rejonie Coso w sposób łagodny, bez wywoływania trzęsień ziemi. Po dużym trzęsieniu 5 lipca 2019 roku region nie doznał większych wstrząsów tektonicznych, ponieważ został on odciążony przez aktywność geotermalną.

Geolodzy podkreślają, że z ich badań wynika, iż wpompowywanie pod powierzchnię ziemi, w rejonie sejsmicznie aktywnym wody powoduje tłumienie tej aktywności. Nadal możliwe są małe ruchy tektoniczne i niewielkie trzęsienia, ale cała działalność znacznie ogranicza występowanie dużych, niszczących trzęsień ziemi.

Główne trzęsienie w Ridgecrest miało siłę 7,1 stopni w skali Richtera. Naukowcy z kalifornijskiej politechniki Caltech odkryli, że operacje związane z produkcją energii geotermalnej w Coso w ciągu ostatnich 30 lat zmieniły cały region, czyniąc go mniej podatnym na trzęsienia ziemi. Odkrycia te mogą wskazać sposoby systematycznego łagodzenia napięcia sejsmicznego w regionach narażonych na trzęsienia ziemi, przy jednoczesnym budowaniu infrastruktury czystej energii.

CZYTAJ TAKŻE: Drewniane szyby i energia od ludzi. W laboratoriach szykują rewolucję

Pozostało 84% artykułu
2 / 3
artykułów
Czytaj dalej. Subskrybuj
Technologie
Chcieli tworzyć historię i nadać AI prawa pracownicze. Porażka dużej firmy
Materiał Promocyjny
Jak wykorzystać potencjał elektromobilności
Technologie
Powstały superbaterie przyszłości. Mają niezwykłe możliwości
Technologie
Przełomowe odkrycie. Era elektroniki o niespotykanej szybkości, wydajności i miniaturyzacji
Technologie
Armia amerykańska stawia na roboty. Co trzeci żołnierz będzie maszyną
Technologie
To już koniec krzemu. Powstają chipy 20 tys. razy cieńsze od ludzkiego włosa