Földrengések emberi tevékenységek nyomán
A mélyfúrásoktól a föld alatti kísérleti atomrobbantásokig
A legtöbb földmozgás tektonikus eredetű. Az egymásnak préselődő, egymás mellett elcsúszó vagy egymás alá bukó tektonikai lemezekben felgyülemlő feszültségek szabadulnak fel bennük. Emellett vulkanikus eredetű földrengésekre is sor kerül, amikor a mélyből felfelé áramló magma pörölycsapásszerű ütéseket mér a másodlagos magmakamra vagy a vulkáni kürtő falára. Továbbá föld alatti üregek beomlása is földmozgáshoz vezethet. E természetes eredetű földrengéseken kívül viszont emberi tevékenységek nyomán is pattanhatnak ki földrengések. Vizsgáljuk meg, miként!
Geotermikus erőmű létesítésekor mélyfúrással lefúrnak a forró gőzt vagy vizet tartalmazó rétegig, hogy az onnan kinyert gőzzel vagy gőzzé átalakított forró vízzel turbinalapátokat mozgassanak meg áramtermelés céljából. Ha forró vizet nyernek ki, akkor a lehűlt vizet vissza is kell vezetni, egyrészt azért, hogy elkerüljék a víztartó réteg fölötti kőzet megsüllyedését, másrészt pedig, hogy a lehűlt vizet újból felmelegítse a Föld hője, ezért az első kúttól némileg távolabb fúrnak egy másik kutat, melybe belesajtolják a hideg vizet, és kőzetrepesztéssel érik el, hogy a víz visszajusson származási helyére, újból felmelegedjen, és újrainduljon a folyamat. Ám így megváltozik a víztartó rétegekben a kőzetek közötti hézagokat kitöltő víz által biztosított állandó vagy közel állandó nyomás, a nyomásviszonyok megváltozása pedig feszültséget kelt a kőzetekben, ami földrengésekhez vezethet. A geotermikus erőművek közelében megszaporodnak a földmozgások, melyek jellemzően gyengék, 1-3 magnitúdójúak, de ha a visszasajtolás vagy a kőzetrepesztés kőzetgyengeségi zóna közelében történik, akkor nagyobb erejű földmozgásokra is sor kerülhet. 2006-ban Svájcban, Bázel mellett több mint 11 000 köbméter hideg vizet sajtoltak az 5 km mélyen lévő kőzetrétegbe, hogy ott felmelegedjen. Az injektálás közben több mint ezer, csak műszerekkel érzékelhető, 2 magnitúdójúnál kisebb földmozgás pattant ki, viszont néhány órával a besajtolás kezdete után 3,6 magnitúdójú földrengés rázta meg a várost, s le is zárták a geotermikus projektet. Ugyancsak geotermikus energia felhasználásához kapcsolódó mesterséges földmozgásra került sor például Hollandiában, Groningen közelében (3,6 magnitúdójúra), Kaliforniában (4,6 magnitúdójúra), Dél-Koreában (5,5 magnitúdójúra).
De szénhidrogén-kitermelés során is pattanhatnak ki földrengések. Vannak olyan földgázmezők, ahol a földgáz nem egyetlen hatalmas, hanem több kisebb buborékban található a mélyben. Ezek kiaknázásához gazdaságtalan lenne minden buborékba külön lefúrni, ezért egyetlen, jól megválasztott helyen végeznek mélyfúrást, majd kőzetrepesztésekkel elérik, hogy a buborékokat tartalmazó üregek összenyíljanak, és gazdaságos mennyiségben lehessen kinyerni a földgázt. Majd később újabb helyeken végzik el a fúrásokat és a repesztéseket, hogy ismét elegendő gázhoz jussanak. Ám a kőzetrepesztések ezekben az esetekben is kockázati tényezők, ha – mint fentebb írtam – kőzetgyengeségi zóna közelében kerül rájuk sor. Emellett a szénhidrogén-kitermelés során szennyvizet sajtolhatnak vissza a mélybe, azonban a visszasajtolás a nyomásviszonyok megváltozása által előidézett feszültségnövekedés révén földrengéshez vezethet. Az egyik legismertebb esetre az Egyesült Államokban, Oklahoma államban került sor, 2011 novemberében, ahol nagy kőolaj-kitermelés közben nagy mennyiségű szennyvizet injektáltak a mélybe, s egy 5,6 magnitúdójú földmozgásra került sor, mely jelentős károkat okozott. Ráadásul a közelben egy ismert törésvonal húzódott, a kutatások pedig kiderítették, hogy a rengést a visszasajtolás váltotta ki, mely „felébresztette” a törésvonalat, így ebben az esetben emberi mulasztásról beszélhetünk. Mindenképpen szükség van a kellő körültekintésre, illetve az alapos kutatásokra, mielőtt kőzetrepesztéseket, illetve vízkiszivattyúzásokat, valamint visszasajtolásokat, injektálásokat hajtanának végre. Ezenkívül nagy víztározók létesítése után a bennük összegyűlt hatalmas víztömeg az alatta lévő kőzetrétegekre nyomást gyakorol, ami megváltoztatja a tározó megépítése előtti természetes nyomásviszonyokat, s emiatt földmozgásokra kerülhet sor: döntően csak műszerekkel érzékelhetőkre, de esetenként komolyabbakra is.
Végezetül pedig szólnunk kell a föld alatti kísérleti atomrobbantások által kiváltott földrengésekről. A kőkemény kommunista diktatúrájáról, bezárkózásáról és a térség biztonságát veszélyeztető nukleáris programjáról hírhedt Észak-Korea 2006 óta hajt végre kísérleti robbantásokat. 2017. szeptember 3-án, a Punggje-ri kísérleti terepnél aztán két földrengés is kipattant. Az első 10 km-es mélységben, melynek erősségét 6,3-esnek mérte az amerikai, a dél-koreai és a kínai földrengéstani intézet. A dél-koreai hadsereg vezérkara mesterséges szeizmikus hullámokról számolt be az észak-koreai nukleáris bázis közelében, a földmozgás ereje pedig egy 100 kilotonnás nukleáris fegyver felrobbantására utal. 8,5 perccel az első rengés után pedig újabb földrengésre került sor, közvetlenül a felszínen, melyet 4,6-es erősségűnek mérte a kínai földrengéstani intézet, ezt a földmozgást pedig az váltotta ki, hogy a felszíni és a felszínhez közeli kőzetrétegek beomlottak a robbantás által kialakított üregbe.
Az ember is képes hát kiváltani földmozgásokat, pedig ezeket jobb lenne elkerülni, illetve megakadályozni.
Lajos Mihály
