225
Последствия деятельности человека, такие как выбросы парниковых газов и вырубка лесов на Земле, хорошо задокументированы. Недавно исследователи-гидрологи из Аризонского Университета исследовали влияние человека на глубокие глубины Земли, которые простираются от сотен метров до нескольких километров под поверхностью.
"Мы посмотрели, как скорость добычи жидкости из нефти и газа сравнивается с естественной фоновой циркуляцией воды, и показали, как люди оказали большое влияние на циркуляцию жидкостей в недрах", - сказала Дженнифер Макинтош, профессор Департамента Аризонского университета. гидрологии и атмосферных наук и старший автор статьи в журнале Earth's Future, где подробно описываются результаты.
«Глубокие недра находятся вне поля зрения и без внимания большинства людей, и мы подумали, что важно предоставить определенный контекст этой предложенной деятельности, особенно когда речь идет о нашем влиянии на окружающую среду», — сказал ведущий автор исследования Грант Фергюсон, адъюнкт. профессор Департамента гидрологии и атмосферных наук Университета Аризоны и профессор Школы окружающей среды и устойчивого развития университета Саскачевании.
Прогнозы будущего и совместные исследования
Согласно исследованию, в будущем эти вызванные человеком потоки жидкости увеличатся благодаря стратегиям, которые предлагаются как решения для борьбы с изменением климата. Такие стратегии включают: геологическое поглощение углерода, заключающееся в захвате и хранении атмосферного углекислого газа в подземных пористых породах; производство геотермальной энергии, предполагающее циркуляцию воды через горячие породы для производства электроэнергии; и добычу лития из подземного рассола, богатого минералами, для питания электромобилей. Исследование проводилось в сотрудничестве с исследователями из Университета Саскачевана в Канаде, Гарвардского университета, Северо-Западного университета, Корейского института наук о Земле и минеральных ресурсах и Университета Линнея в Швеции.
"Ответственное управление недрами имеет центральное значение для любой надежды на зеленый переход, устойчивое будущее и удержание потепления ниже нескольких градусов", - сказал Питер Рейнерс, профессор Департамента геонаук Университета Аризоны и соавтор исследования.
Деятельность человека и круговорот подземных вод
При добыче нефти и природного газа всегда есть определенное количество воды, как правило, соленой, поступающей из глубины земли, сказал Макинтош. Подземным водам часто миллионы лет, и они приобретают соленость либо из-за испарения древней морской воды, либо из-за реакции с горными породами и минералами. Для более эффективной добычи нефти в соленую воду добавляется больше воды из приповерхностных источников, чтобы компенсировать количество удаленной нефти и поддерживать давление в пласте. Смешанная соленая вода затем снова закачивается в подповерхность. Это становится циклом добычи жидкости и ее повторной закачки в глубину земли.
Такой же процесс происходит при добыче лития, производстве геотермальной энергии и геологическом поглощении углерода, операции из которых включают остатки соленой воды из повторно закачиваемой подземелья.
«Мы показываем, что скорость нагнетания жидкости или скорость пополнения вследствие этой нефтегазовой деятельности больше, чем то, что происходит в природе», — сказал Макинтош.
Используя имеющиеся данные из различных источников, включая измерение движений жидкостей, связанных с добычей нефти и газа и закачкой воды для геотермальной энергии, команда обнаружила, что текущие скорости движения жидкостей, вызванные деятельностью человека, выше по сравнению с тем, как жидкости двигались к вмешательству человека.
Поскольку человеческая деятельность, например, улавливание и секвестрация углерода и добыча лития, растет, исследователи также предусмотрели, как эти действия могут быть записаны в геологических летописях, которые являются историей Земли, записанной в породах, составляющих ее кору.
Воздействие на жизнь микробов и потребности будущих исследований
По словам Макинтоша, деятельность человека потенциально может изменить не только глубинные подповерхностные жидкости, но и живущие там микробы. Когда жидкости движутся вокруг, микробная среда может изменяться изменениями в химическом составе воды или переносом новых микробных сообществ с поверхности Земли в подземные.
Например, с помощью гидравлического разрыва пласта техники, используемой для разрушения подземных пород жидкостями под давлением для добычи нефти и газа, глубокая горная формация, ранее не имевшая никакого заметного количества микробов, может иметь внезапный расцвет микробной активности.
Остается много неизвестного о глубоких недрах Земли и о том, как на них влияет деятельность человека, и важно продолжать работать над этими вопросами, сказал Макинтош.
"Нам нужно использовать глубокие недра как часть разрешения климатического кризиса", - сказал Макинтош. «Однако мы знаем больше о поверхности Марса, чем о воде, камнях и жизни глубоко под нашими ногами».
