Obserwacja Ziemi
Satelity Sentinel wykryły falowanie ziemi w Teksasie. Efekt wydobywania ropy
Dane z obserwacyjnych satelitów radarowych pokazały, że na terenie stanu Teksas dochodzi do wypiętrzania się i zapadania znacznych połaci ziemi. Jest to związane z intensywnym wydobyciem ropy naftowej w tym regionie od lat 40-tych XX wieku. Zachodzące tam procesy stwarzają niebezpieczeństwo dla mieszkańców i infrastruktury.
Badania przeprowadził zespół geofizyków z Southern Methodist University (SMU) w Dallas. Dotyczyły one obszaru ponad 10 tys. km2, rozciągającego się na teren czterech hrabstw stanu Teksas i obejmującego miasta Pecos, Monahans, Fort Stockton, Imperial, Wink i Kermit.
Naukowcy wykorzystali zobrazowania pozyskane miedzy listopadem 2014 a kwietniem 2017 r. Zdjęcia te wykonały europejskie obserwacyjne satelity radarowe Sentinel-1A i Sentinel-1B, wyposażone w instrumenty InSAR (interferometric synthetic aperture radar). Zespół skorzystał z obrazów o średniej rozdzielczości (4,5-20 m).
Okazało się, że na obserwowanych terenach ziemia w wielu miejscach zapadała się lub wypiętrzała. W rekordowym punkcie teren przemieścił się przez 2,5 roku w linii pionowej o ponad metr.
Ruch ziemi, który obserwujemy, nie jest normalny. Ziemia zwykle nie robi tego bez jakiegoś powodu.
Dane ze zobrazowań satelitarnych badacze porównali z informacjami od Texas Railroad Commission, dotyczącymi wydobycia ropy naftowej na analizowanym obszarze. Wyniki tego zestawienia wskazują, że niestabilność gruntu wiąże się z trwającą przez dekady działalnością wydobywczą. Prace te nie pozostały bez wpływu na warstwę podziemnych skał, co w konsekwencji naruszyło równowagę eksploatowanych terenów.
Ten region Teksasu został podziurawiony niczym poduszka na szpilki szybami naftowymi i studniami iniekcyjnymi od 1940 roku, a nasze odkrycia wiążą tę aktywność z poruszaniem się ziemi.
Naukowcy odkryli istotny związek między przemieszczaniem się ziemi a działaniami na rzecz pozyskiwania ropy naftowej. Chodzi m. in. o wtłaczanie płynu pod ciśnieniem do geologicznie niestabilnych formacji skalnych, co obejmuje wtryskiwanie zużytej słonej wody do odwiertów. Chodzi także o wprowadzanie dwutlenku węgla do wyczerpanych komór.
Wtłaczane płyny zwiększają ciśnienie w porach skał, a po uwolnieniu naprężenia następuje podwyższenie gruntu. Naukowcy odkryli, że ruchy gruntu zbiegały się z sekwencjami wtłaczania zużytej wody i wprowadzania CO2 do pobliskich szybów.
Falowanie ziemi jest też generowane przez rozpuszczające się pokłady soli. To skutek sączenia się słodkiej wody do opuszczonych podziemnych szybów naftowych.
Zagrożenia te stanowią niebezpieczeństwo dla mieszkańców, dróg, linii kolejowych, wałów przeciwpowodziowych, tam, rurociągów naftowych i gazowych, a także niosą ryzyko potencjalnego zanieczyszczenia wód gruntowych. Proaktywne, ciągłe, szczegółowe monitorowanie [tych procesów] z kosmosu ma kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa ludzi i mienia.
Przez okres ostatnich 5,5 roku w rejonie miasteczka Pecos zarejestrowano też wzmożoną aktywność sejsmiczną. Przed 2012 rokiem nie notowano na tym terenie trzęsień ziemi. Nie można jednoznacznie wskazać, że to zwiększone natężenie wstrząsów jest efektem działalności człowieka, ale naukowcy podkreślają, że nie można wykluczyć takiej ewentualności.
Wyniki badań zespołu naukowego z Southern Methodist University zostały opublikowane w Scientific Reports.