프랙킹(Fracking 수압파쇄)은 새로운 유형의 지진을 만든다.
- 지구환경 / 문광주 기자 / 2021-12-13 15:19:34
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- 이 지진은 평소보다 파의 진행이 느리고 더 오래 지속돼
- 유독성 파쇄 화학물질은 식수와 대기 오염, 우물은 최대 규모 5 이상의 지진 유발
- 새로운 유형의 지진을‘하이브리드 주파수 파형을 갖는 지진(EHW)’이라고 명명
- 느린 지진은 프래킹이 실제로 얼마 동안 예측된 지진 변화를 일으킨다는 초기 증거
'수압 파쇄(Hydraulic Fracturing)' 또는 줄여서 ‘파쇄(프랙킹 Fracking)’를 통한 천연가스 추출은 특히 미국에 새로운 생산 붐을 일으켰다. 이 기술을 사용하면 물, 모래 및 다양한 첨가제의 혼합물을 고압으로 땅에 밀어 넣는다. 이를 통해 암석에 형성된 균열은 암석에 분포된 많은 작은 가스주머니에 접근하도록 한다. 어떻든 상당한 부작용이 있다. 대부분이 유독성인 파쇄 화학물질은 식수와 대기를 오염시키고 우물은 최대 규모 5 이상의 지진을 유발할 수 있다.
특이한 현상으로 나타나는 지진
어떻게 그러한 파쇄 지진이 발생할까?
캐나다 지질 조사국의 Yu Hongyu와 그의 동료들은 최근 캐나다 서부의 파쇄 현장에서 이것을 더 자세히 조사했다. 연구를 위해 그들은 몬트니 셰일층의 시추공 주변에 8개의 지진 관측소 네트워크를 설치했다. 5개월 동안 네트워크는 활성 파쇄 기간 및 이후에 발생한 모든 지진 진동을 기록했다.
350개의 등록된 지진 중 많은 것이 암석 균열로 인해 발생하는 것과 같은 약한 진동이었다. 그러나 31개의 지진은 특이한 지진 특성으로 인해 눈에 띄었다. 들어오는 1차 및 2차 파의 강한 추진 후, 저주파이지만 오래 지속되는 지진파가 2차 단계로 이어졌다. 지금까지 유사하게 느리고 지속적인 지진이 주로 화산 지역에서 관찰됐다.
비정상적으로 느리게 파열돼 전파
정상적인 시작과 느리고 오래 지속되는 끝의 이러한 조합 때문에 연구원들은 새로운 유형의 지진을 ‘하이브리드 주파수 파형을 갖는 지진(EHW)’이라고 명명했다. 그런 다음 측정 데이터와 보충 모델을 사용해 프래킹 동안 발생하는 방법과 이유를 조사했다. 이러한 유형의 지진은 파쇄 관련 간극 압력의 변화나 응력의 변화만으로는 설명하기 어렵다.
대신, 지진의 두 번째 단계는 분명히 지하의 응력을 완화시키는 균열이 비정상적으로 느린 전파로 되돌아간다. 공동 저자인 보훔 루르 대학교의 레베카 해링턴은 "사실 우리는 대부분 지진이 초당 2~3km의 동일한 파열 속도를 낸다고 가정했다"고 설명했다. 하지만 여기서는 그렇지 않은 것 같다.
지진 및 내진 운동의 조합
연구팀은 새로 발견된 완속 지진이 기존의 지진과 파쇄 현장에 대해 오랫동안 가정되어온 지하의 지진파 이동의 중간 형태일 수 있다고 추측하고 있다. 유체 주입은 초기에 암석에 지진이 없는 이동으로 이어진다. "단층대에 갇힌 유체는 수개월에서 수년 동안 국부적으로 증가된 장력을 유지할 수 있다"고 Yu와 그의 동료들은 설명한다.
이 편향은 나중에 촉발되는 지진이 더 느린 파열 속도와 관련된 지진과 지진 체제 사이의 일종의 전이 형태를 나타내도록 한다. 이 시나리오가 맞다면 지금 입증된 느린 지진은 팀이 설명하는 것처럼 프랙킹이 실제로 얼마 동안 예측된 지진 변화를 일으킨다는 초기 증거가 될 것이다.
해링톤(Harrington)은 "지진을 일으키지 않아 표면에 손상을 주지 않는 움직임으로 지하 표면이 파쇄 과정에 반응할 때를 이해할 수 있다면 그에 따라 프로세스를 조정할 수 있다"고 말했다.
(Nature Communications, 2021, doi: 10.1038 / s41467-021-26961-x)
출처: Ruhr-Universität Bochum
- 이 지진은 평소보다 파의 진행이 느리고 더 오래 지속돼
- 유독성 파쇄 화학물질은 식수와 대기 오염, 우물은 최대 규모 5 이상의 지진 유발
- 새로운 유형의 지진을‘하이브리드 주파수 파형을 갖는 지진(EHW)’이라고 명명
- 느린 지진은 프래킹이 실제로 얼마 동안 예측된 지진 변화를 일으킨다는 초기 증거
프랙킹은 새로운 유형의 지진을 만든다.
시추공 근처의 진동은 일반 지진보다 느리고 오래 지속돼
새로운 하이브리드 형태의 지진:
파쇄를 통한 천연가스 추출은 새로운 유형의 지진 진동을 유발할 수 있다.
이 지진은 평소보다 파의 진행이 느리고 더 오래 지속된다는 것을 연구팀이 발견했다.
연구원들은 이것을 파쇄 지진이 일반적인 유도 지진과 지하의 지진파 이동이 혼합된 것일 수 있다는 표시로 해석한다.
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| ▲ 프랙킹은 완전히 새로운 유형의 지진을 일으킬 수 있다. © GEO https://www.geo.de/natur/oekologie/2906-rtkl-erdgasfoerderung-fracking-das-sollten-sie-wissen / 영상 스냅샷 |
'수압 파쇄(Hydraulic Fracturing)' 또는 줄여서 ‘파쇄(프랙킹 Fracking)’를 통한 천연가스 추출은 특히 미국에 새로운 생산 붐을 일으켰다. 이 기술을 사용하면 물, 모래 및 다양한 첨가제의 혼합물을 고압으로 땅에 밀어 넣는다. 이를 통해 암석에 형성된 균열은 암석에 분포된 많은 작은 가스주머니에 접근하도록 한다. 어떻든 상당한 부작용이 있다. 대부분이 유독성인 파쇄 화학물질은 식수와 대기를 오염시키고 우물은 최대 규모 5 이상의 지진을 유발할 수 있다.
특이한 현상으로 나타나는 지진
어떻게 그러한 파쇄 지진이 발생할까?
캐나다 지질 조사국의 Yu Hongyu와 그의 동료들은 최근 캐나다 서부의 파쇄 현장에서 이것을 더 자세히 조사했다. 연구를 위해 그들은 몬트니 셰일층의 시추공 주변에 8개의 지진 관측소 네트워크를 설치했다. 5개월 동안 네트워크는 활성 파쇄 기간 및 이후에 발생한 모든 지진 진동을 기록했다.
350개의 등록된 지진 중 많은 것이 암석 균열로 인해 발생하는 것과 같은 약한 진동이었다. 그러나 31개의 지진은 특이한 지진 특성으로 인해 눈에 띄었다. 들어오는 1차 및 2차 파의 강한 추진 후, 저주파이지만 오래 지속되는 지진파가 2차 단계로 이어졌다. 지금까지 유사하게 느리고 지속적인 지진이 주로 화산 지역에서 관찰됐다.
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| ▲ 일반 지진과 새로 발견된 EHW 지진의 지진계. © Yu et al./ Nature Communications, CC-by-sa 4.0 |
비정상적으로 느리게 파열돼 전파
정상적인 시작과 느리고 오래 지속되는 끝의 이러한 조합 때문에 연구원들은 새로운 유형의 지진을 ‘하이브리드 주파수 파형을 갖는 지진(EHW)’이라고 명명했다. 그런 다음 측정 데이터와 보충 모델을 사용해 프래킹 동안 발생하는 방법과 이유를 조사했다. 이러한 유형의 지진은 파쇄 관련 간극 압력의 변화나 응력의 변화만으로는 설명하기 어렵다.
대신, 지진의 두 번째 단계는 분명히 지하의 응력을 완화시키는 균열이 비정상적으로 느린 전파로 되돌아간다. 공동 저자인 보훔 루르 대학교의 레베카 해링턴은 "사실 우리는 대부분 지진이 초당 2~3km의 동일한 파열 속도를 낸다고 가정했다"고 설명했다. 하지만 여기서는 그렇지 않은 것 같다.
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| ▲ 이러한 유형의 지진은 파쇄 관련 간극 압력의 변화나 응력의 변화만으로는 설명하기 어렵다. |
지진 및 내진 운동의 조합
연구팀은 새로 발견된 완속 지진이 기존의 지진과 파쇄 현장에 대해 오랫동안 가정되어온 지하의 지진파 이동의 중간 형태일 수 있다고 추측하고 있다. 유체 주입은 초기에 암석에 지진이 없는 이동으로 이어진다. "단층대에 갇힌 유체는 수개월에서 수년 동안 국부적으로 증가된 장력을 유지할 수 있다"고 Yu와 그의 동료들은 설명한다.
이 편향은 나중에 촉발되는 지진이 더 느린 파열 속도와 관련된 지진과 지진 체제 사이의 일종의 전이 형태를 나타내도록 한다. 이 시나리오가 맞다면 지금 입증된 느린 지진은 팀이 설명하는 것처럼 프랙킹이 실제로 얼마 동안 예측된 지진 변화를 일으킨다는 초기 증거가 될 것이다.
해링톤(Harrington)은 "지진을 일으키지 않아 표면에 손상을 주지 않는 움직임으로 지하 표면이 파쇄 과정에 반응할 때를 이해할 수 있다면 그에 따라 프로세스를 조정할 수 있다"고 말했다.
(Nature Communications, 2021, doi: 10.1038 / s41467-021-26961-x)
출처: Ruhr-Universität Bochum
[더사이언스플러스=문광주 기자]
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