โครงสร้างระดับจุลภาคของหินส่งผลต่อการเกิดแผ่นดินไหวระดับจุลภาคที่บริเวณกักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ใต้ดิน

การลดและย้อนกลับผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเป็นความท้าทายทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญที่สุดที่มนุษยชาติต้องเผชิญ การกักเก็บคาร์บอนอธิบายถึงเทคโนโลยีต่างๆ ที่มีศักยภาพในการลดความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ (CO 2 ) ในชั้นบรรยากาศ แผนการเหล่านี้ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการเก็บก๊าซไว้ใต้ดิน อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ใช่ความเสี่ยง และนักวิทยาศาสตร์กังวลว่าการจัดเก็บก๊าซใต้ดิน

อาจนำไปสู่

การเพิ่มกิจกรรมแผ่นดินไหว (ปรากฏการณ์ที่เรียกว่าขณะนี้ นักวิจัยในสหรัฐอเมริกาและสวิตเซอร์แลนด์ได้ศึกษาการเกิดแผ่นดินไหวระดับจุลภาค ซึ่งเป็นเหตุการณ์แผ่นดินไหวขนาดเล็กที่เกิดจากการฉีดคาร์บอนเข้าไปในหินแม่ข่าย ที่โครงการทางตะวันตกตอนกลางของสหรัฐฯ ในปี พ.ศ. 2554-2557

ได้ฉีด CO 2 หนึ่งล้านตัน ลงในอ่างเก็บน้ำใต้ดินเหนือแอ่งผลึกไรโอไลต์ ได้ใช้การสังเกตการณ์ภาคสนามและการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ร่วมกันเพื่อแสดงให้เห็นว่าการเกิดแผ่นดินไหวระดับจุลภาคที่ IBDP นั้นขึ้นอยู่กับโครงสร้างระดับจุลภาคของหินโฮสต์อย่างไร วงกลมของมอร์รากฐานของวิธีการ

ของนักวิจัยคือแนวคิดที่เรียกว่า “วงกลมของ” ซึ่งอธิบายกราฟที่สามารถวาดเพื่อแสดงถึงความเครียด วงกลมของ Mohr เป็นส่วนหนึ่งของความพยายามด้านวิศวกรรมธรณีหลายอย่าง เพื่ออธิบายการตอบสนองของดิน แร่ธาตุ และวัสดุทางธรณีฟิสิกส์อื่นๆ ต่อความเครียดในหลายทิศทาง เป้าหมายของนักวิจัย

คือเพื่อพัฒนาความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับแผ่นดินไหวขนาดเล็กในท้องถิ่น โดยพิจารณาเฉพาะเหตุการณ์ที่มีขนาด 2.0 หรือน้อยกว่าในระดับริกเตอร์ ระหว่างการฉีด CO 2เข้าไปในอ่างเก็บน้ำหิน 

เพื่อเสริมการคำนวณวงกลมของ Mohr กลุ่มนี้ได้พิจารณาว่า CO 2มีพฤติกรรมอย่างไรในฐานะของไหล

และเติมเต็มรอยแตกและรูพรุนของหินโฮสต์ ผลจากการสังเกตกิจกรรมแผ่นดินไหว

บ่งชี้ว่าการฉีด 

CO 2เข้าไปใน “ชั้นใต้ดินที่เป็นผลึก” (ชั้นหินที่อยู่ด้านล่างตะกอนทับถม) อาจทำให้รอยแยกและรอยเลื่อนที่มีอยู่รุนแรงขึ้น ซึ่งจะทำให้แอ่งน้ำไม่มั่นคง นอกจากนี้ การแตกร้าวที่เกิดจากการฉีดสามารถเกิดขึ้นได้ในชั้นแข็งที่อยู่เหนือชั้นใต้ดินที่เป็นผลึกโดยตรง หรือที่เรียกว่า “ชั้นแข็งที่มีความสามารถ”

ที่ IBDP CO 2จะถูกฉีดเข้าไปในหน่วยด้านล่างของหินทรายภูเขาไซมอนภายในชั้นหินของลุ่มน้ำอิลลินอยส์ (ดูรูป) (เส้นเลือดแร่ที่ซึมผ่านไม่ได้ในหิน) ในภูเขาไซมอนคอมเพล็กซ์ CO 2ที่ฉีดเข้าไปจะส่งผลต่อความผิดพลาดในชั้นใต้ดินที่เป็นผลึกใต้อ่างเก็บน้ำ

ผลโพโรอีลาสติกอีกปรากฏการณ์หนึ่งที่ต้องแก้ไขระหว่างการฉีด CO 2คือผลกระทบของความยืดหยุ่นของรูพรุน ซึ่งเกี่ยวข้องกับความดันรูพรุนและความเค้นเชิงกล การศึกษาในส่วนนี้มุ่งเน้นไปที่หินทราย จากหลุม ซึ่งอยู่ห่างจากจุดฉีด IBDP ไปทางตะวันตกเฉียงใต้ 25 กม. เป้าหมายคือการวัดคุณสมบัติ

เชิงกลของไซต์ แกนของหินทราย ทั้งคู่ถูกสกัดในช่วงความลึก 1,900–2,000 ม.พรีแคมเบรียนไรโอไลต์ซึ่งเป็นหินชั้นใต้ดินที่เป็นผลึก เป็นที่ทราบกันดีว่ามีการแตกหักที่อนุญาตให้มีการเคลื่อนย้ายของของไหลภายใน จึงทำให้หินอ่อนแอลงและลดค่าโมดูลัสยืดหยุ่น ได้รับตัวอย่างที่สมบูรณ์หรือต่างกัน

โดยผ่านการทดลองในห้องปฏิบัติการกับชิ้นงานที่มีขนาดตั้งแต่ 10-100 มม. การวัดที่ได้จากสเกลจิ๋วนี้จะถูกเรียกใช้ผ่าน “รหัสตัวเลขทางกลศาสตร์ไฮโดรแมคคานิกส์แบบคู่สมบูรณ์” ของทีม โดยอ้างอิงจากชุดของสมการ Biot อนุพันธ์บางส่วนสำหรับของเหลวในรูพรุนและพฤติกรรม เพื่อสร้างแบบจำลอง

นอกจากการวัดในห้องปฏิบัติการแล้ว ยังมีการสร้างแบบจำลองเชิงตัวเลขเพื่อเชื่อมโยงชั้นหินทรายและไรโอไลต์กับการเกิดแผ่นดินไหวขนาดจิ๋วที่บริเวณฉีด ผลการสำรวจคลื่นไหวสะเทือนที่ดำเนินการโดย แสดงให้เห็นการตกตะกอนที่ไม่สม่ำเสมอในชั้น  ซึ่งอาจส่งผลให้ความเครียดภายในหินเปลี่ยนไป 

นอกจากนี้ 

การวัดความแข็งแรงของหินและการเปรียบเทียบมุมแรงเสียดทานกับเส้นสัมผัสกับวงกลมของ ช่วยให้นักวิจัยเข้าใจเกณฑ์สำหรับการแตกร้าวที่เกิดจากการฉีดและความล้มเหลวของหิน ในระยะสั้น พวกเขาสรุปได้ว่าการฉีด CO 2ไม่น่าจะส่งผลให้เกิดแผ่นดินไหวอย่างมีนัยสำคัญ

นักวิจัยอธิบายผลลัพธ์ของพวกเขาในรายงานทางวิทยาศาสตร์และประเด็นหลักจากรายงานของพวกเขาก็คือ การเกิดแผ่นดินไหวเป็นปรากฏการณ์ที่มีความซับซ้อนสูง ลักษณะทางภูมิประเทศในท้องถิ่นทำให้การวิเคราะห์แผ่นดินไหวที่เกิดจากการฉีดมีความซับซ้อน เป็นผลให้ไม่สามารถอธิบายตำแหน่ง

การฉีด IBDP ได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยวงกลมของ Mohr เพียงวงเดียว และไม่สามารถอธิบายการตอบสนองของแผ่นดินไหวขนาดเล็กได้จากการเปลี่ยนแปลงของความดันรูพรุนเท่านั้น การมีเพศสัมพันธ์ทางกลไฮโดรแมคคานิกส์ การไหลสองเฟส ผลกระทบจากชั้นบรรยากาศ และอุณหภูมิ

ต้องได้รับการพิจารณาว่าเป็นส่วนหนึ่งของภาพรวมที่ใหญ่กว่าของโปรไฟล์แผ่นดินไหวของ IBDP แท้จริงแล้ว ต้องทำงานมากขึ้นเพื่อปรับความจำเป็นในการกักเก็บคาร์บอนให้สอดคล้องกับความแพร่หลายอย่างต่อเนื่องของอุตสาหกรรม แผ่นดินไหวถือเป็นอันตรายต่อความปลอดภัย 

เมื่อภาษาเปลี่ยนจากการจัดเรียงแบบสุ่มไปเป็นภาษาที่มีเนื้อหาข้อมูลสูง ลองนึกถึงหม้อฟองคำพูดที่ยุ่งเหยิงที่นำออกจากเตาเพื่อให้เย็น การสลับอย่างกะทันหันนี้ยังคล้ายกับการเปลี่ยนเฟสในกลศาสตร์สถิติ เมื่อถึงจุดหนึ่ง ภาษาจะเปลี่ยนจากคำที่สับสนแบบสุ่มไปเป็นระบบการสื่อสารที่มีโครงสร้างสูงซึ่งเต็มไปด้วยข้อมูล ซึ่งมีประโยคที่มีโครงสร้างและความหมายที่ซับซ้อน 

Credit : ฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ