废水注入在俄克拉荷马州最大的地震中发挥了作用

2016 年 9 月 3 日早上 7 点刚过，俄克拉荷马州波尼市就开始发生地震。商品从杂货店货架上掉落，砂岩外墙倒塌在地。

此次地震是俄克拉荷马州有记录以来的最大地震，震级达 5.8 级。地震震级是根据震源释放的能量大小来衡量的。

过去几年俄克拉荷马州地震频发，原因是石油和天然气公司将钻井作业产生的水重新注入地下。地质学家认为这种做法与该州数百次地震有关。

地震发生后不久，州监管机构下令附近地区的油井运营商停止作业。但地震的具体原因仍不确定。

现在，地质学家又找到了另一个答案。

在周二发表在《地震研究快报》上的一篇论文中，地质学家收集了该地区注入井的数据，并使用计算机模型来查看注入地表的水如何影响下层断层。

该地区的石油和天然气钻探人员通常将废水注入多孔岩层，而多孔岩层位于坚硬得多的花岗岩层之上。坚硬的花岗岩中含有 9 月份波尼地震中发生滑动的断层。研究人员已经知道，将水泵入地下会增加地下压力，从而增加断层的压力。

“随着孔隙流体压力的增加，断层可能会不稳定，并最终在自然发生地震之前就引发地震，”美国地质调查局研究地球物理学家、主要作者安德鲁·巴伯 (Andrew Barbour) 表示。“我们发现，除了断层处的流体压力增加之外，注入速度也会增强这种影响。”

巴伯和同事发现，在 2016 年地震发生三年前的 2013 年，几口井开始快速注入废水。巴伯不确定这些井为什么需要这么快，但他的模型显示，这种速度可能促使地震提前发生。

“注入固定体积的速度确实会影响最终结果，”巴伯说。“注入速度越快，断层沿线的应力变化就越强烈、越迅速。”

巴伯表示，2013 年之前该地区其他油井的恒定注液率也发挥了一定作用。模型显示，虽然更稳定的注液点有助于随着时间的推移增加压力，但变化较大的油井的泵送率突然增加然后突然下降有助于刺激地震系统开始活动。

研究人员正在深入研究类似波尼地震的事件，以便更好地了解人为引发的地震是如何发生的。一些团体正在部署额外的传感器来监测未来的地震，而像巴伯这样的研究人员正在研究物理学和计算机模型，试图了解人类活动是如何导致这些灾难的，以及如何识别潜在的警告信号。