Nghiên cứu mới cho thấy ngay cả việc sử dụng carbon dioxide lỏng cũng có thể gây ra động đất quy mô nhỏ, một hiện tượng mà trước đây không thể quy rõ ràng là do quá trình fracking. Trong khi fracking CO2 tốt cho môi trường bằng cách cô lập carbon, thì cả CO2 và fracking gốc nước đều có thể gây ra những chấn động này và có khả năng gây ra nhiều trận động đất có sức tàn phá hơn.
Nghiên cứu mới xác nhận rằng fracking là nguyên nhân gây ra các trận động đất hoặc chấn động nhỏ, chậm mà không giải thích được trước đây. Quá trình tạo ra chấn động cũng giống như quá trình tạo ra các trận động đất lớn, có sức tàn phá lớn.
Fracking liên quan đến việc bơm chất lỏng cưỡng bức xuống dưới bề mặt trái đất để khai thác dầu và khí tự nhiên. Mặc dù phương pháp này thường sử dụng nước thải nhưng cuộc điều tra cụ thể này đã xem xét kết quả khi sử dụng carbon dioxide lỏng. Phương pháp này đưa carbon vào sâu dưới lòng đất, ngăn không cho nó giữ nhiệt trong khí quyển.
Người ta ước tính rằng công nghệ fracking CO2 có thể tiết kiệm lượng carbon tương đương 1 tỷ tấm pin mặt trời mỗi năm. Fracking bằng carbon dioxide lỏng sẽ tốt hơn cho môi trường so với sử dụng nước thải vì nước thải không thể loại bỏ carbon ra khỏi khí quyển.
Abhijit Ghosh, phó giáo sư địa vật lý tại UC Riverside và đồng tác giả của nghiên cứu trên tạp chí Khoa học, cho biết: "Vì nghiên cứu này xem xét quá trình cô lập carbon dưới lòng đất, nên có thể có ý nghĩa tích cực đối với tính bền vững và khoa học khí hậu"
Tuy nhiên, vì carbon dioxide ở dạng lỏng, Ghosh cho biết kết quả của nghiên cứu gần như sẽ gần như chắc chắn áp dụng cho fracking bằng nước, cả hai đều có khả năng gây ra động đất.
Trên máy đo địa chấn, các trận động đất và chấn động thông thường có vẻ khác nhau. Các trận động đất lớn gây ra những chấn động dữ dội với các xung có biên độ cao. Mặt khác, chấn động có biên độ nhẹ hơn và nhỏ hơn, tăng dần lên trên tiếng ồn xung quanh rồi giảm dần.
Gosh cho biết: "Chúng tôi rất vui mừng khi giờ đây có thể sử dụng những chấn động này để theo dõi chuyển động của chất lỏng fracking và theo dõi chuyển động lỗi do bơm chất lỏng gây ra."
Trước đây, các nhà địa chấn học đã tranh cãi về nguồn gốc của các cơn chấn động. Một số bài báo cho rằng tín hiệu chấn động đến từ các trận động đất lớn xảy ra cách xa hàng ngàn dặm, trong khi những bài báo khác cho rằng tín hiệu chấn động có thể là tiếng ồn do hoạt động của con người tạo ra, chẳng hạn như chuyển động của tàu hỏa hoặc máy móc công nghiệp.
"Máy đo địa chấn không thông minh. Bạn có thể lái một chiếc xe tải đến gần hoặc đá vào nó và nó sẽ ghi lại độ rung", Ghosh nói. “Đó là lý do tại sao đôi khi chúng tôi không thể biết liệu những tín hiệu này có liên quan đến việc bơm chất lỏng hay không.”
Để xác định nguồn tín hiệu, các nhà nghiên cứu đã sử dụng máy đo địa chấn được lắp đặt xung quanh một địa điểm fracking ở Wellington, Kansas. Dữ liệu bao gồm toàn bộ thời gian tiêm frac sáu tháng, cũng như một tháng trước khi tiêm và một tháng sau khi tiêm.
Sau khi loại bỏ nhiễu nền, nhóm nghiên cứu nhận thấy tín hiệu còn lại được tạo ra dưới lòng đất và chỉ xuất hiện khi chất lỏng được bơm vào. Ghosh nói: “Chúng tôi không phát hiện thấy sự run rẩy nào trước hoặc sau khi tiêm, cho thấy sự run rẩy đó có liên quan đến việc tiêm thuốc”.
Fracking từ lâu đã được biết đến là nguyên nhân gây ra các trận động đất lớn hơn. Một cách để ngăn chặn các đứt gãy trượt xuống lòng đất và tạo ra động đất hoặc chấn động là ngừng hoạt động fracking. Vì điều này khó xảy ra nên Ghosh cho biết những hoạt động này phải được theo dõi để hiểu đá biến dạng như thế nào và theo dõi chuyển động của nó sau khi phun chất lỏng.
Ngành công nghiệp dầu khí hiện có thể tiến hành các thí nghiệm mô hình hóa để giúp các công ty xác định áp suất phun chất lỏng không được vượt quá. Việc duy trì trong các giới hạn này giúp đảm bảo rằng chất lỏng không di chuyển tới các đứt gãy lớn dưới lòng đất, gây ra hoạt động địa chấn có hại. Tuy nhiên, không phải tất cả các lỗi sẽ được lập bản đồ.
"Chúng tôi chỉ có thể xây dựng loại mô hình thử nghiệm này nếu chúng tôi biết rằng có lỗi tồn tại. Có thể có những lỗi mà chúng tôi không biết, trong trường hợp đó chúng tôi không thể dự đoán điều gì sẽ xảy ra", Ghosh nói.